環(huán)境友好無(wú)鉛易切削黃銅的開(kāi)發(fā)及性能研究.pdf

1、HPb59-1鉛黃銅以其優(yōu)異的耐腐蝕性能，易切削性能和成型性能而廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。但是鉛在環(huán)境中是極其有害的物質(zhì)。因而，考慮到黃銅的易切削性能，用無(wú)毒的Bi來(lái)代替Pb是最合適的。本文的研究目的在于開(kāi)發(fā)出的一種環(huán)境友好無(wú)鉛易切削黃銅用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的HPb59-1黃銅。 本文采用鑄造+熱擠壓+冷拔和鑄造+熱軋的兩種組合工藝成功的生產(chǎn)出無(wú)鉛易切削Bi黃銅，其主成分按照HPb 59-1傳統(tǒng)鉛黃銅設(shè)計(jì)，Bi含量為0.8-1.5％， Mn含

2、量為1.5％-2％。同時(shí)其含鉛量小于0.01wt％(鉛浸出量小于0．004mg/L)，符合環(huán)保要求。 針對(duì)本文所開(kāi)發(fā)的無(wú)鉛易切削黃銅，采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、力學(xué)性能測(cè)試，切削性能測(cè)試，脫鋅腐蝕性能測(cè)試，靜態(tài)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)和恒電位測(cè)試等測(cè)試分析手段，對(duì)不同Bi含量的Bi黃銅的力學(xué)性能、切削性能以及腐蝕影響進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。 該黃銅的顯微組織主要是由α相(Cu<,0.64>Zn<,0.36>)、β相

3、(CnZn)和少量Bi相組成。Mn對(duì)基體起固溶強(qiáng)化的作用。不同的加工狀態(tài)下顯微組織的形貌不一致。不同狀態(tài)下Bi在黃銅中的形態(tài)和分布如下：鑄造緩冷后個(gè)別的Bi晶粒尺寸約為10 μ mx20 μ m左右，呈顆粒狀分布在α相和α相界上。鑄造急冷后的Bi晶粒尺寸較小，只有不到2 μ m，其形態(tài)為球狀和長(zhǎng)條狀，分布在α相和α相界上，同時(shí)分布比較均勻。熱軋后的Bi晶粒為大約為幾u(yù)m的不規(guī)則塊狀，Bi偏聚在α相和α相界上，且數(shù)量較多，偏聚程度比較嚴(yán)重

4、。熱擠壓后的Bi晶粒大部分為2—10 um的塊狀，少量還呈薄膜狀分布在α相和α相界上，并且分布不均勻。 該黃銅經(jīng)過(guò)冷拔加工后其耐腐蝕性能隨著冷變形量的增加而下降，這是由冷變形后β相沿著冷加工方向分布，殘余應(yīng)力和位錯(cuò)密度增加而造成的?？梢酝ㄟ^(guò)退火處理來(lái)改善。在250℃退火時(shí)，該鉍黃銅具有最好的耐脫鋅腐蝕性能。熱軋和熱擠壓狀態(tài)的該無(wú)鉛易切削黃銅，由于在熱加工加工過(guò)程中發(fā)生的回復(fù)和再結(jié)晶，減少了位錯(cuò)的密度和殘余應(yīng)力，使其耐腐蝕性能和鑄

5、態(tài)相當(dāng)。該鉍黃銅在自來(lái)水中的腐蝕速度隨著溫度的升高而呈二次函數(shù)形式增加，但不易被腐蝕；在含有Cl<'->和含有SO4<'2->的溶液中，會(huì)產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。同時(shí)該無(wú)鉛易切削黃銅的腐蝕對(duì)Cl<'->較敏感。其腐蝕速度要比在SO4<'2->離子溶液中高5-6倍；在酸性溶液中的腐蝕電流密度要大于其在中性溶液中的腐蝕電流密度。而其在NaOH堿性溶液中則具有很好的鈍化性能，只有當(dāng)極化電壓升高到700Mv(vs．SCE)以后才開(kāi)始活性溶解。本文所開(kāi)發(fā)的