铜资源之美国铋黄铜与铅铋黄铜的基本特性及用途的探究

1.易切削铋黄铜，以铋代铅时须引起注意的是，铋本身性脆，其熔点比铅的熔点低（铋的熔点为271.4℃，铅的熔点为327.5℃），其表面张力亦比铅的小(液态铅和铋的表面张力分别为0.45N/m和0.35N/m)，一般以阀状或膜状分布于晶界，故铋更特使铜合金产生热脆和冷脆白在黄铜中。单独添加铋，必然恶化其玲热加工性能，必须采取一定的措施改变铋在黄铜中的析出形态与分布状况。对C89550的研究表明，在舔加硒、锡和稀土等元素的情况下，铋以块状或球状而不是以薄膜状存在于晶界早硒和锡的这种作用可能与它们提高铋的表面张力有关，这有助于降低铋对铜合金塑性的不利影响。
2.稀土可以与铋形成高熔点化合物（如BiCe，熔点为1525℃）以块状分布于晶界和晶粒内，因而可以减少铋的有害影响，而不影响铋对铜合金切削性能的有利作用口美国开发的铋黄铜的牌号及其化学成分列于表1-2。
表1-1美国易切削铋黄铜的化学成分

合金

Cu

Bi

Zn

Sn

Se

Fe

Ni

RE

Sb

Al

Si

Pb

P

S

C85910

86.0-88.0

0.5-1.5

4.0-6.0

0.35-0.37

0.3

1.0

-

0.25

0.005

0.005

0.25

0.05

0.08

 

C89520

85.0-87.0

1.5-2.5

4.0-6.0

4.0-6.0

0.8-1.2

0.3

1.0

0.25

0.005

0.005

0.25

0.05

0.08

 

C89550

58-0-64.0

0.6-1.2

32.0-38.0

12.0

0.01-0.1

0.5

1.0-

0.05

0.106

0.25

0.10

0.01

0.05

 

C89325

84.0-88.0

2.7-3.7

1.0

9.0-11.0

-0.15

1.0

0.1-1.0

0.50

0.005

0.005

0.10

0.10

0.08

 

C89831

87.0-91.0

2.7-3.7

2.0-4.0

2.7

3.7

-

0.3

1.0

0.1-1.0

0.25

0.005

0.005

0.10

0.05

C89833

87.0-94.0

1.7-2.7

2.0-4.0

6.0-7.5

-

0.2

1.0

0.1-1.0

0.25

0.005

0.005

0.10

0.05

0.08

C89835

85.0-89.0

1.7-2.7

2.0-4.0

6.0-7.5

-

0.2

1.0

0.1-1.0

0.35

0.005

0.005

0.10

0.10

0.008

C89837

84.0-88.0

0.7-1.2

6.0-10.0

3.0-4.0

-

0.3

1.0

0.1-1.00

0.25

0.005

0.005

0.10

0.05

0.008

表1-1美国易切削铋黄铜的化学成分
表1-1中易切削铋黄铜中均允许含有较高的铅，这不仅有益于铋黄铜的切削性能，更重要的是便于现有含铅铜材的回收利用，从而利于环保，节约资源，降低生产成本。易切削铋黄铜主要用作铸件，少数适合于铸锭冶金产品。
表1-2 美国铋黄铜与铅铋黄铜力学性能与可切削性能对比

合金

σb/MPa

σ0.5/MPa

δ/%

硬度/（HBS）

可切削性/%

合金

σb/MPa

σ0.5/MPa

δ/MPa

硬度/（HBS）

可切削性/%

C89510

209

136

12

71

75

C89833

259

119

28

60

81

C89520

215

145

10

73

85

C89835

245

126

20

65

81

C89550

332

200

8

63

76

C89837

259

119

32

60

70

C89325

245

126

20

73

80

C36000

225

117

30

60

100

C89831

238

105

20

55

85

 

 

 

 

 

 

表1-2分别列出了上述8种合金的力学性能和可切创性能。所采用的试样均为铸态。这些铋黄铜的合金化程度高，合金的强化机制较多。有同溶强化、金属间化合物强化等。影响合金力学性能的因素亦较复杂，铋对塑性也有不利的影响。由表1-2可以看出，铋黄铜的可切削性比铅黄铜C3,6000的可切削性略低。此外，铋黄铜热锻温度稍窄，对于要求热锻成型的零件来说，采用铋黄铜作为原材料时应注意这一工艺特性，选择合适的始锻温度和终锻温度，避免热锻温度超出范围。
Yau等对铋黄铜的应力腐蚀开裂进行了研究，结果表明，随着铋含量增加，脱锌层的厚度及先腐蚀相的体积分数减少，铋黄铜的应力腐蚀开裂抗力提高。
(2)易切削硅黄铜 黄铜中的7相是一个硬而脆的相，在铸造状态下以星花状分布于基体之中，严重影响黄铜的压力加工性能，对机加工性能和使用也带来不利影响。庞晋山等对含硅易切削无铅铜合金的铜含量，硅含量进行了优化，发现加入适量的硅等元素作为变质剂，能使7相变得细小而均匀；在以β相为基的黄铜中，细小均匀的β相能起到类似于HPb59-I中的游离铅质点的断屑作用，在机加工时，切屑断成小片状；制得的无铅易切削黄铜有较好的耐海水腐蚀性能。但其切削性能只达HPb091的70%～80%。
(3)易切削锑黄铜、锑资源丰富，价格便宜，且锑本身特性类似于铋，不同的是锑部分固溶于铜，并与铜形成金属间化合物。锑铜金属闻化合物具有脆而不硬的特点，弥散分布于铜合金也可使铜合金获得良好的切削性能≯黄伯云等开发出了切削性能优良、冷热加工性能良好的易切削铜合金，并完成了该合金的中间试验。
(4)易切削镁黄铜合金 镁部分固溶于铜，且与铜形成金属间化合物，镁铜金属间化合物硬度和强化效果较低，也可使铜合金获得良好的切削性能。与锑相比，镁的资源更丰富，价格也更便宜，开发以镁代铅的易切削铜合金，在环保、成本方面具有巨大的优势。镁主要分布在镁铜锌三元化合物中及晶界上，在σ相及β相内溶解度均很小。含镁化合物在晶内和晶界均有分布。镁的这种分布将有利于提高镁黄铜的切削性能。
更多信息
请直接与弘超工作人员联系，联系电话：0769-82621066，全国统一服务热线：400-699-1286。
资料来源：弘超模具科技有限公司技术部
【点击次数：】 【加入时间：2013-06-17】 【关闭本页】

联系我们

东莞市弘超模具科技有限公司
电话：86 0769-82621066
传真：86 0769-87728886
邮箱： sales@hc-al.com
网址：http://www.hc-al.com
QQ：200599586
地址：东莞市塘厦镇林村新太阳工业
城第16栋