無鉛銻黃銅的制備及組織性能研究.pdf

1、鉛黃銅具有良好的機械性能和切削性能，廣泛應(yīng)用在電子電訊、家電、飲用水工程、玩具、汽車、機械、儀表制造等領(lǐng)域，但由于鉛是一種對環(huán)境和人體危害作用巨大的元素，所以以無毒的物質(zhì)代替鉛，使其達(dá)到易切削的目的，這將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 采用銻元素作為鉛黃銅的替代元素，通過添加稀土元素和鈦元素等晶粒細(xì)化劑對合金進(jìn)行了處理，利用正交實驗優(yōu)化合金成分配比，研制出了無鉛銻黃銅；制定了合理的熱處理工藝和軋制工藝，成功制備出了銻黃銅板材；

2、借助差熱分析(DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、電子能譜儀(EDS)等手段，研究了銻含量對黃銅組織性能的影響，并測定銻黃銅的抗拉強度、脫鋅腐蝕性能及切削性能；探討了無鉛銻黃銅的熱軋工藝，研究了無鉛銻黃銅合金中的金屬化合物相，并對其易切削機理進(jìn)行了初步探討。通過研究，得出如下結(jié)論： (1)銻含量是影響合金綜合性能的主要因素，其次是Ce含量，而Ti含量則影響很?。浑S著銻含量的增加，合

3、金的抗拉強度下降，合金的脫鋅層厚度減小，特別是當(dāng)銻含量大于1.2％時，合金抗拉強度急劇下降；而當(dāng)銻含量小于0.5％時，合金脫鋅層厚度大于445μm，比HPb59-1鉛黃銅的脫鋅性能還差；而合金的切削性能則只與合金中銻含量有關(guān)，含銻量越高，合金切削性能越好；通過對比合理的無鉛銻黃銅的成分為(wt％)：57-59Cu，0.8Sb，0.4Ce，0.3Ti； (2)銻主要以金屬間化合物形式存在于合金中，鑄態(tài)時存在于α和β相內(nèi)，合金熱軋后

4、，主要分布于α和β相的相界處；合金熱軋后斷口為延性斷口，退火后主要為沿晶斷裂；合金中的第二相粒子為富Cu顆粒，結(jié)合DSC分析和熱力學(xué)計算以及衍射斑標(biāo)定可知合金中的第二相粒子為金屬間化合物Cu2Sb相；Cu2Sb相為簡單四方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為a=b=0.3990nm，c=0.6020nm，屬于P4/nmm空間群； (3)經(jīng)750℃下保溫1小時，開坯溫度不低于720℃，終軋溫度不低于600℃，采用8道次熱軋，合金的最大道次加工率應(yīng)小于

5、40％，合金板材的加工率大于70％時進(jìn)行30min中間退火處理，消除了軋制過程中的加工硬化現(xiàn)象，通過控制合金中Cu、Zn元素的含量和β相的數(shù)量，避免了熱軋過程中的裂邊； (4)無鉛銻黃銅的抗拉強度為461.7 MPa，屈服強度為213-3MPa，延伸率為15.67％；合金在3.5％中性NaCl溶液中的腐蝕性能好，合金的抗脫鋅腐蝕性能良好，縱向和橫向的平均脫鋅層厚度分別為295.4μm和214.7μm，優(yōu)于鉛黃銅HPb59-1；無

6、鉛銻黃銅的切屑為碎片狀，它的內(nèi)表面呈光滑狀，切削過程較平穩(wěn)，波動較小，加工表面光滑，表面粗糙度較小，其切削性能與鉛黃銅HPb59-1相當(dāng)，可以替代鉛黃銅，具有可行性； (5)無鉛銻黃銅的切削機理主要為：合金中第二相與基體的交界處存在著微小的間隙空間，說明基體與第二相質(zhì)點并沒有緊密結(jié)合，可以認(rèn)為在合金基體上存在著大量的微小空洞，在這些微小空洞中填充的是脆而不硬的金屬間化合物Cu2Sb相；合金中第二相的存在割斷了基體的連續(xù)性，成為應(yīng)