一种耐腐蚀黄铜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐腐蚀黄铜材料及其制备方法。所述合金材料的重量百分比组成：铜（Cu）55~74%，其余为锌（Zn）及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，氧化镧（La2O3）处理量为0.2~1.5%。本发明专利技术采用氧化镧处理普通黄铜材料，使合金微观组织发生明显变化，组织得到净化，提高了合金材料的耐腐蚀性及其塑性，降低了合金材料的屈服强度，使其具有良好的综合力学性能，适合用来制造有耐蚀性要求的卫生洁具、水暖器材、仪器仪表冷凝管和阀门等。与纯单质稀土相比，稀土氧化物容易获得，价格便宜，稀土利用率高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。所述合金材料的重量百分比组成：铜（Cu）55~74%，其余为锌（Zn）及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，氧化镧（La2O3）处理量为0.2~1.5%。本专利技术采用氧化镧处理普通黄铜材料，使合金微观组织发生明显变化，组织得到净化，提高了合金材料的耐腐蚀性及其塑性，降低了合金材料的屈服强度，使其具有良好的综合力学性能，适合用来制造有耐蚀性要求的卫生洁具、水暖器材、仪器仪表冷凝管和阀门等。与纯单质稀土相比，稀土氧化物容易获得，价格便宜，稀土利用率高。【专利说明】
本专利技术涉及一种采用氧化镧处理来提高普通黄铜材料耐蚀性的工艺方法，属于材料防腐蚀技术及金属熔炼
。
技术介绍
黄铜具有优良的力学性能、耐蚀性、导电和导热性能以及加工工艺性，因而被广泛用来制造卫生洁具、水暖器材、仪器仪表和液压阀门等。但黄铜在使用过程中存在脱锌腐蚀的问题，即锌元素优先被腐蚀而脱落，留下疏松多孔结构，严重降低黄铜的力学性能，缩短了使用寿命，也带来了安全隐患。多年来为了抑制黄铜的脱锌腐蚀，研究者们采取了多种措施，其中，添加合金元素是有效的方法。目前所采用的合金元素有砷、硼、锡、镍、稀土等。其中As是应用最为广泛的元素，但As有剧毒，在生产、使用过程中的挥发会对人体的健康造成伤害，未来应尽量避免使用。 近年来，稀土元素因其独特的物理和化学性质在金属合金中得到广泛研究，人们研究了添加稀土金属来改善黄铜的脱锌腐蚀性能，具有明显的效果，对铜合金材料的力学性能也产生了有利的影响。如何合理的利用我国的稀土资源以提高黄铜材料的耐腐蚀性、改善其力学性能具有重要的研究和实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于采用氧化镧处理工艺，提供一种抗脱锌腐蚀性能好、塑性高且具有较高强度和硬度的黄铜材料；本专利技术的另一目的是提供上述黄铜材料的制备方法。 本专利技术是通过以下措施来实现的:本专利技术的一种高耐蚀性黄铜材料，是由以下重量百分比的材料组成:铜(Cu) 55?74%，其余为锌(Zn)及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，氧化镧(La2O3)处理量为0.2^1.5%。 上述本专利技术的耐蚀性黄铜材料，所述材料的最优组成为:铜(Cu) 60.5^63.5%,其余为锌(Zn)及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，最佳氧化镧(La2O3)处理量为0.8%。 由于氧化镧呈粉末状，且密度较小，熔点较高，所以加入比较困难，镧的收得率较低。为解决这一问题，本专利技术采用将氧化镧粉末与密度较大的铜粉混合压制成块，再加入金属熔液的工艺方法。 上述本专利技术耐蚀性黄铜材料是通过以下制备方法来实现的，其步骤为:(1)将铜粉(200目)及La2O3(200目)按照1:1的质量比均匀混合，再用液压机压制成块状，所用压力为5(T80 MPa，保压时间为I飞分钟；(2)将电解铜块(板)放入石墨粘土坩埚中，用中频感应电炉加热熔化。在铜即将熔化前加入碎玻璃作为覆盖剂，防止金属铜的氧化，升温熔化至110(T120(TC，加入预热的锌锭块，用碳棒搅拌使锌完全熔化；(3)合金液继续升温至130(Tl40(rC，加入块状的氧化镧和铜粉混合物，用碳棒搅拌，静置5?10分钟，调低温度，合金液在1200°C左右出炉浇注成形。 本专利技术在普通黄铜的基础上采用氧化镧处理的方法，使得黄铜的微观组织发生了较大的变化，由未处理时的树枝晶转变为等轴晶，且晶粒粗化，这使得晶界减少，同时对脱锌腐蚀较为敏感的第二相β相的数量也减少，这些因素使得本专利技术材料的抗脱锌腐蚀性能增加。标准抗脱锌腐蚀实验显示，本专利技术黄铜材料的失重腐蚀速率明显小于现有普通黄铜材料的失重腐蚀速率。 晶形的转变使得本专利技术黄铜材料的延伸率有了较大提高，而屈服强度，抗拉强度及硬度都有小幅降低。黄铜经常被用来制造管材，本专利技术材料延伸率的提高及屈服强度的适当降低有利于塑性加工成型，降低功耗，保护成型用模具，且此时其抗拉强度及硬度下降不大，有较好的综合力学性能。 综上所述，本专利技术材料有良好的耐腐蚀性及综合力学性能，适合用来制造有耐蚀性要求的卫生洁具、水暖器材、仪器仪表冷凝管和阀门等。 【专利附图】【附图说明】 图1本专利技术实施例和对比例材料的性能比较。 【具体实施方式】 实施例1本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt%)为:62%Cu，其余为Zn和不可避免杂质，氧化镧(La2O3)处理量为0.2%。 采取以下步骤制得:(1)将铜粉及La2O3按照1:1的质量比混合均匀，再用液压机压制成块状，所用压力为50MPa，保压时间为I分钟；(2)将铜块放入石墨坩埚中，用中频感应电炉加热熔化，在铜即将熔化前加入碎玻璃作为覆盖剂，升温熔化并过热到1150 °C，加入预热的锌块，用碳棒搅拌让锌完全熔化；(3)将合金液继续升温至1330°C，加入块状氧化镧和铜粉混合物，用碳棒搅拌，静置10分钟，合金液在1200°C左右出炉浇注成形。所得合金的性能见图1。 实施例2本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt%)为:62%Cu，其余为Zn和不可避免杂质。氧化镧(La2O3)处理量为0.8%。 采取以下步骤制得:(1)将铜粉及La2O3按照1:1的质量比混合均匀，再用液压机压制成块状，所用压力为60MPa，保压时间为3分钟；(2)将铜块放入石墨坩埚中，用中频感应电炉加热熔化，在铜即将熔化前加入碎玻璃作为覆盖剂，升温熔化并过热到1170°C，加入预热的锌块，用碳棒搅拌让锌完全熔化；(3)将合金液继续升温至1370°C，加入块状氧化镧和铜粉混合物，用碳棒搅拌，静置8分钟，合金液在1200°C左右出炉浇注成形。所得合金的性能见图1。 实施例3本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt%)为:62%Cu，其余为Zn和不可避免杂质，氧化镧(La2O3)处理量为1.4%。 采取以下步骤制得:(1)将铜粉及La2O3按照1:1的质量比混合均匀，再用液压机压制成块状，所用压力为70MPa，保压时间为5分钟；(2)将铜块放入石墨坩埚中，用中频感应电炉加热熔化，在铜即将熔化前加入碎玻璃作为覆盖剂，升温熔化并过热到1180°C，加入预热的锌块，用碳棒搅拌让锌完全熔化；(3)将合金液继续升温至1380°C，加入块状氧化镧和铜粉混合物，用碳棒搅拌，静置10分钟，合金液在1200°C左右出炉浇注成形。所得合金的性能见图1。 实施例4本专利技术实施例材料的组成重量配比(wt%)为:70 %Cu、0.8% La2O3，其余为Zn和不可避免杂质，氧化镧(La2O3)处理量为1.4%。 采取以下步骤制得:(1)将铜粉及La2O3按照1:1的质量比混合均匀，再用液压机压制成块状，所用压力为50MPa，保压时间为3分钟；(2)将铜块放入石墨坩埚中，用中频感应电炉加热熔化，在铜即将熔化前加入碎玻璃作为覆盖剂，升温熔化并过热到1170°C，加入预热的锌块，用碳棒搅拌让锌完全熔化；(3)将合金液继续升温至1370°C，加入块状氧化镧和铜粉混合物，用碳棒搅拌，静置8分钟，合金液在1200°C左右出炉浇注成形。所得合金的性能见图1。 选取与实施例合金组元相近的H62铜合金作为对比例1，其组成成分为:62%Cu，其余为Zn和不可避免的杂质。对比例I和实施例的各性能对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀黄铜材料，其特征是由以下重量配比的材料组成：铜（Cu）为55~74%，其余为锌（Zn）及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，氧化镧（La2O3）处理量为0.2~1.5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿浩然，罗宏，贾鹏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37