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，使其達到易切削的目的，這將會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。 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化劑對合金進行了處理，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行了初步探討。通過研究，得出如下結論： (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，特別是當銻含量大于1.2％時，合金抗拉強度急劇下降；而當銻含量小于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，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，結合DSC分析和熱力學計算以及衍射斑標定可知合金中的第二相粒子為金屬間化合物Cu2Sb相；Cu2Sb相為簡單四方結構，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小于

5、40％，合金板材的加工率大于70％時進行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，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)點并沒有緊密結合，可以認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