含有铜和锌的金属合金的挤压制造技术

本发明专利技术涉及通过挤压生产含有至少一定量β相黄铜的金属合金产品（１９）的方法、通过挤压含有至少一定量β相黄铜的金属合金生产的金属合金产品、用于挤压含有铜和锌及至少一定量β相的金属合金的挤压模具（１５）、挤压设备和金属合金用于挤压的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有铜和锌的金属合金的挤压，涉及通过挤压含有铜和 锌的金属合金生产的产品，及涉及挤压模具。
技术介绍
挤压是可以生产长的、直的金属零件的方法。可生产的横截面包括实心圆、矩形以及L形、T形、管状和许多其它类型。通过使用机械压 力机或液压机挤压在密闭腔室中的金属通过工具而进行挤压，所述工具 已知的为模具。挤压在坯料中产生压力和剪切力。但并不产生拉伸应力， 其可能使金属产生高变形但不撕裂金属。容纳原料的腔室用耐磨材料作 为衬里。这能承受当驱动材料通过模具时所产生的高径向栽荷。可以通过冷挤压或热挤压进行挤压。冷挤压是在室温下或在稍微升 高的温度下进行的方法。该方法可以用于大多数符合可设计出能够承受 通过挤压产生的应力的足够坚固的工具的条件的材料。可以被挤压的金 属的实例为铅、铝合金、铜、钛、钼和钒。可以被冷挤压的零件的实例 为软管、铝罐、气缸和齿轮坯料。冷挤压的优点是不发生氧化、由于苛 刻的冷加工而获得良好的机械性能、和由于使用适当的润滑剂而获得良 好的表面光洁度。热挤压在相当高的温度下进行，约为50~75%的金属熔点。压力可 为35~700MPa。由于高温和高压及其对模具寿命和其它零件的不利影 响，因此需要良好的润滑。在较低温度下使用油和石墨，而在较高温度 下使用玻璃粉末。所述挤压通常一次仅针对单个对象。已经开发了连续挤压法，其中 通过转轮的方式挤压材料。材料给料到并容纳在轮的外周槽中，直到堵 头(abutment)迫使金属流出槽通过挤压模具。由于工具中几乎绝热的条 件，材料通过所产生的内摩擦被加热到高于再结晶温度，即使给料物质 最初在室温也是如此。该连续挤压法仅适于具有低熔点的金属，例如铝 和基本纯的铜。使用连续挤压法通常不能挤压硬金属，例如含有铜和锌的黄铜，这是由于需要高挤压压力，最终将损坏挤压模具。此外，当挤 压较复杂的形状时，连续法也不合适。黄铜管的生产如EP 1,035,227所示。黄铜管包含a相黄铜和p相黄 铜。a相黄铜含有较低含量的锌，是通常在黄铜产品使用的相。p相黄 铜是含有较高百分比的锌的黄铜，比a相硬。使用在EP 1,035,227中所 公开的a相黄铜和p相黄铜的组合物，以提高成品管的可抛光性。该文 献还教导能够挤压该组合物，因为p相黄铜在高温下是软的。因此，降 低了挤压所需的压力，使得能够进行挤压。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是获得含有铜和锌的金属合金并包含复杂形状 的产品的廉价生产方法。根据本专利技术的一个方面，使用根据权利要求1的方法达到该目的。 根据本专利技术的第二方面，使用根据权利要求13的金属合金产品达到该 目的。根据本专利技术的第三方面，使用根据权利要求15的挤压模具达到 该目的。根据本专利技术的第四方面，使用根据权利要求17的挤压模具达 到该目的。根据本专利技术的第五方面，使用根据权利要求18的金属合金 的用途达到该目的。现在已经认识到，通过增加含有铜和锌的金属合金中的锌含量和通 过调整温度条件，使得在挤压过程中金属合金含有至少一定量的P相， 可以将金属合金挤压成精细的和/或复杂的形状。尤其是，可以将含有p 相的金属合金挤压成具有在与产品的挤压方向垂直的方向上具有厚度 小于或等于0.5cm的至少一个壁部分(wall section)的产品。这是由于在 升高温度下P相的柔软特性。事实上，已经认识到，挤压p相黄铜的能 力甚至优于挤压含有非常低含量的锌的黄铜的能力，所述含有非常低含 量的锌的黄铜通常比具有较高含量锌的黄铜软。因此，通过挤压p相金属合金通过包含开口的挤压模具，所述开口 的形状使得开口的至少两个相对侧之间的距离小于或等于lcm，可以挤 压具有包含非常薄壁部分的精细或复杂形状的多种不同产品。这些产品 迄今还不能通过挤压进行制造。因此，获得更为便宜且更快速的生产方 法。之前，由于黄铜的硬的特性，仅能挤压低锌含量的、仅具有简单的和大的形状例如大的管、棒或梁的、具有ldm或更大壁厚的黄铜。事 实上，现在已经认识到，通过提高锌含量使得金属合金包含p相，可以 挤压包含在与挤压方向垂直的方向上具有厚度小于或等于0.3cm、更优 选小于lmm、甚至更优选小于0.7mm和最优选小于0.5mm的壁部分的 金属合金产品。在本专利技术的一个实施方案中，在高于450'C的温度下挤压含有铜和 锌的金属合金。在另一个实施方案中，在高于550'C的温度下挤压金属 合金。在优选的实施方案中，在高于600。C的温度下挤压金属合金。通 过升高温度，增加p相的软度。事实上，在较高温度下，p相金属合金 的挤压能力增加到可以挤压具有壁厚小于或等于0.5mm、优选小于或等 于0.3mm的产品的程度。在一个实施方案中，在低于900'C的温度下挤压金属合金。在另一 个实施方案中，在低于800'C的温度下挤压金属合金。在优选的实施方 案中，在低于700r的温度下挤压金属合金。因此，在金属合金被挤压 通过在模具中的开口之后，确保金属合金产品保持其形状，因为金属合 金具有足够的刚性以保持其形状。优选地，在挤压前将金属合金预热到500 700'C的温度。由于p相 是软的，因此挤压期间的剪切力太小而不能将金属合金的温度升高到合 适的挤压温度。因此，通过预热金属合金，可以通过简单的方式获得较 好的挤压温度。根据一个实施方案，金属合金包含多于或等于35重量％的锌。在 另一个实施方案中，金属合金包含多于或等于38重量％锌。在优选的 实施方案中，黄铜包含多于或等于42重量％锌。余量是铜和不可避免 的杂质。因此，确保金属合金包含足够量的p相黄铜以确保在挤压过程 中足够的软度。事实上，通过挤压包含足够量锌的黄铜，p相黄铜足够 软，使得可以挤压具有壁厚小于0.2mm的金属合金产品。根据本专利技术的一个实施方案，金属合金包含低于或等于55重量％ 的锌。在一个实施方案中，金属合金包含低于或等于50重量％的锌。 在一个优选的实施方案中，金属合金包含低于或等于48重量％的锌。 因此确保锌含量不过高，以确保在挤压过程中金属合金包含p相而不包 含Y相。在所有温度下y相均比(5相硬得多，因此，在挤压过程中金属合金中存在Y相是有害的。此外，确保制得的产品对于所需的应用不过 于脆。根据一个实施方案，在连续操作的挤压设备中挤压金属合金。优选 地，该挤压设备包括具有适于接收和引导金属合金的外周槽的轮。通过 使用p相黄铜，可以连续地挤压金属合金。通过连续地挤压黄铜，降低 挤压成本，从而降低产品的成本。在现有技术中，仅能分批地挤压黄铜。根据一个实施方案，生产细长的、多形(multiform)的金属合金产品。 通过使用p相黄铜，现在已经认识到可以挤压复杂形状例如多形的、细 长的产品，从而获得非常便宜的生产细长的、多形的产品的生产方法。 优选地，生产多口(multi-port)或多通道(multi-channel)的型材(profile)。 优选地，所述多通道型材适用于在管内包含几个较小通道的管。因此可 以提高管内压力，而无需增加管的壁厚。优选地，多通道型材或管适用 于热传输装置，例如热交换器或热泵。优选地，多通道型材或管适用于 机动车热交换器，并通过挤压含有至少一定量p相金属合金的黄铜而制 造。这种多通道管通常是扁平的，具有不高于lcm、优选不高于0.5cm 和最优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产金属合金产品的方法，包括：将含有铜和锌及至少一定量β相黄铜的金属合金给料（２９）到挤压模具；和挤压（３１）所述含有β相的金属合金通过在所述挤压模具（１５）中的至少一个挤压开口，所述开口（１７）的形状使得所述开口的至少 两个相对侧之间的距离小于或等于０．５ｃｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯伊格贝格，
申请(专利权)人：卢瓦塔奥公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]