含Bi易切削黄铜的研究

无铅黄铜是以Bi来代替Pb,同时加入一定量的Mn元素来提高其性能。通过X衍射和扫描电镜分析发现,Bi呈薄膜和颗粒状存在于α相的晶界以及α和β的相界上;Mn部分固溶到基体中,起到固溶强化的作用。无论从力学性能上,还是从环保的角度,含Bi易切削黄铜完全可以取代HPb59-1。

Bi在无铅易切削黄铜中的行为和对力学性能的影响

HPb59-1铅黄铜是一种应用广泛的合金,但是由于铅具有很大的危害作用,所以选取Bi元素取代铅黄铜中的Pb。研究不同工艺条件下其在黄铜中的行为和对力学性能的影响,以期生产出在价格上和铅黄铜相差不多,而性能上完全可以取代铅黄铜的无铅黄铜。研究发现,Bi在黄铜中呈不规则长条块状或者球状颗粒偏聚在α相的晶界上,不易溶于β相,并且Bi黄铜在性能上完全可以取代铅黄铜。

Sn对易切削Bi黄铜组织及性能的影响

用PHILIPS-XL30型扫描电子显微镜(SEM)观察了不同Sn含量对易切削Bi黄铜组织的影响,采用HY-1080型电子拉伸试验机测试了试样的力学性能,使用C6136卧式普通机床检测合金切削性能。结果表明,Sn能改变Bi的分布状态,使Bi从相界向α相迁移,从而有效改善材料性能;但Sn的含量超过2.0%时,合金中生成CuZnSn脆性电子化合物,使材料力学性能指标降低;合金的切削性能随着Sn含量的增加而提高。

冷拔无铅含Bi易切削黄铜的研究

研究用连铸-挤压-冷拔的组合工艺生产一种含Bi的易切削黄铜棒，并用光学显微镜和X射线研究了该黄铜的显微组织，用拉伸试验机测定了该黄铜的抗拉强度和塑性。研究发现，该黄铜主要由α（Cu0.64Zn0.36）、β（CnZn）两相组成，Bi以单质的形式分布在晶界和相界上。冷拔使该黄铜强度增加（大于600MPa），塑性下降5％～9％。该黄铜完全可以取代现行的HPb59-1黄铜。

硅对易切削Bi黄铜组织及性能影响的研究

用PHILIPS-XL30型扫描电子显微镜(SEM)观察了不同硅含量对易切削铋黄铜组织的影响,采用HY-1080型电子拉伸试验机测试各试样的力学性能,使用C6136卧式普通机床检测合金切削性能.结果表明:硅的加入使铋黄铜中的β相比例增加,α相比例减少;铋黄铜的伸长率、断面收缩率随着硅含量的增加而下降,而材料的抗拉强度随着硅含量的增加而增加;铋黄铜的切削性能随着硅含量的增加而增加.

锑黄铜组织与性能的研究

采用熔铸、轧制的方法生产出了以锑代铅的环保型无铅易切削黄铜板材。通过SEM、OM对锑黄铜的微观组织进行了分析,并对其力学性能进行了研究。结果表明,锑主要以金属间化合物存在于β相以及α和β相的相界处;主要力学性能与HPb59-1铅黄铜相当,锑黄铜的抗拉强度为461.72MPa,屈服强度为213.3MPa,伸长率为15.67%。研制的锑黄铜替代铅黄铜,具有可行性。

Al、Ce对易切削铋黄铜组织和性能的影响

研制了一种性能优异的易切削铋黄铜来替代有毒的铅黄铜。为了改善铋黄铜的力学性能,在铋黄铜中添加了一定量的Al和Ce。采用光学显微镜、扫描电镜和X-衍射仪来分析铋黄铜的微观组织。分析可知,合金的组织细小,Bi均匀分布在基体中。与传统的铅黄铜比较,所研究的无铅铋黄铜具有优异的切削性能。合金的抗拉强度高于450MPa,伸长率高于35%。Al和Ce主要通过影响Bi在合金中的润湿效应,改变Bi在合金中的分布,从而对铋黄铜组织和性能产生影响。

热挤压铋黄铜的显微组织及性能研究

采用工频感应炉熔炼,半连续铸造+热挤压的方法生产铋黄铜棒,并分析了其显微组织,测定了力学性能和切削加工性。研究结果表明,采用半连续铸造+热挤压的方法生产出的铋黄铜棒显微组织由α相、β相和少量单质铋相组成,其力学性能和切削加工性能与HPb59-1黄铜相当,完全可以代替HPb59-1黄铜,从而有利于环境保护。

合金元素对Cu-Zn无铅黄铜组织及性能的影响

该研究采用粉末冶金工艺制备了无铅Cu-Zn基止推轴承材料,系统研究了合金元素及工艺对材料显微组织、力学性能的影响。结果表明,Ni与Mn的加入均能细化无铅铜基材料的晶粒,改善材料的力学性能。另Ni对材料力学性能的改善优于Mn;通过烧结温度对烧结件密度起先抑后扬的作用,材料的抗拉强度与硬度也随之先增大后减小;精整对无铅铜基材料的强度和硬度都有加强的作用,但是由于加工硬化现象,材料的塑性被削弱。

替代HPb59-1的铋黄铜开发及性能

为顺应形势,我公司开发了可用于替代传统铅黄铜 HPb59-1的无铅易切削铋黄铜,其 w(Pb)<0.01%,铅浸出量<0.004 mg/L,机械性能及切削性能不低于 HPb59-1。加锰后,不但进一步强化了合金的机械性能,而且提高了耐脱锌性。在此基础上,开发了铋黄铜的加工工艺,试制出了热轧材、挤压材及拉拔线材。

Study on microstructure and properties of brass containing Sb and Mg

A novel free-cutting unleaded brass containing antimony and magnesium was prepared by gravity casting and hot extrusion. Microstructure of the hot extruded Sb-Mg brass was studied with scanning electron microscope (SEM) and Energy Dispersive Spectrometer (EDS). Its mechanical properties were measured by tensile test, and cutting performance was investigated by lathe turning experiment. Results showed that microstructure of the hot extruded Sb-Mg brass was composed of α, β phases and Sb-Mg containing intermetallic compounds. The newly developed brass was compared with the HPb59-1 brass for its mechanical property. Its cutting performance was close to that of a German free-cutting unleaded brass. Sb-Mg brass has potential to replace HPb59-1 brass so as to reduce cost and protect environment.

稀土对再生铋黄铜组织与性能的影响

研制了一种RE-Bi再生黄铜来改善传统铋黄铜由于冷、热脆性导致的废料重利用困难的问题。采用光学显微镜、扫描电镜观察合金的显微组织;采用拉伸试验测试合金的力学性能。结果表明,RE使铸态合金晶粒明显细化,Bi由膜状变为颗粒状均匀地分布在基体中;随着RE添加量的增加,铸态、热轧态合金的伸长率均呈现出先增加后减少的趋势,在添加0.2%的RE时具有最佳的力学性能;当RE添加量超过0.2%时,合金中生成过量RE化合物,降低材料的力学性能。