无铅黄铜生产性试验

二、时间： 2006年9月5日～2006年9月7日 日～2006年 时间： 2006年 三、地点：佛山市顺德区东霖有色金属有限公司 地点： 四、实验主要设备及仪器： 实验主要设备及仪器： 2.5吨中频熔炼炉，水平连铸机，1200吨挤 2.5吨中频熔炼炉，水平连铸机，1200吨挤 压机， 拉伸机， 车床 ，抛光机 ，电子光谱分析 仪， 数显洛式硬度计，拉力实验机. 数显洛式硬度计，拉力实验机.
被广泛地应用于仪器仪表、电子、电器、日用五 金、供饮水系统等行业，其中以Hpb59金、供饮水系统等行业，其中以Hpb59-1用量最 大。但是，饮水系统的零部件以及其它废弃的电 子、电器产品中的铅极易进入水或土壤中，当人 体摄入后会产生危害。所以美国、日本、欧盟及 各国都提出了相应限制和禁止规定，即到2006年 各国都提出了相应限制和禁止规定，即到2006年 7月1日起，出口这些国家和地区的电子电器产品 和水暖、五金器材均应达到所要求铅含量或无铅。 本次实验的目的就是在生产实践中，通过在黄铜 中加入铋铜中间合金、稀土，配制成环保无铅铋 黄铜，使产品达到或超过Hpb59黄铜，使产品达到或超过Hpb59-1的性能，从而 取代Hpb59取代Hpb59-1。
五、实验材料：电解铜 锌锭 铋铜中间合金 稀土 实验材料： 铜中间合金。 六、实验工艺： 实验工艺： 配料—熔炼—保温—取样成份分析— 配料—熔炼—保温—取样成份分析—水平连铸－ 取样成份分析车削—车皮— 取样成份分析车削—车皮— 加热—挤压—取样车削—拉伸—退火—酸洗— 加热—挤压—取样车削—拉伸—退火—酸洗—取 样力学性能捡测车削。 七、目的 由于铅黄铜具有优良的冷热加工性能和切削 性，加之良好的机械物理性能，价格又低廉, 而 性，加之良好的机械物理性能，价格又低廉,
内，按照钟建华教授提出的成份配比在保温炉内 加入铋铜中间合金和稀土铜中间合金，充分搅拌 均匀，达到预计的理论值，在850℃的铸造温度 均匀，达到预计的理论值，在850℃的铸造温度 下，开始牵引，铸锭规格为Φ150。在整个铸造 下，开始牵引，铸锭规格为Φ150。在整个铸造 过程中无任何异常现象，铸坯表面无裂纹、冷隔、 皮下气孔等表面铸造缺陷；后取铸坯样，颜色比 Hpb59Hpb59-1青亮，断面未发现中心裂纹、气孔等铸 造缺陷（见图一）；取铸坯样进行切削加工，车 屑呈针状，表面光亮（见图二），切削性能达到 甚至超过Hpb59甚至超过Hpb59-1；铸坯样经抛光断面在电子光 谱分析仪下对其成分分析，符合所预计的含量
（见表一），微量的铅应为原来生产时残留在炉 体内的
图一
图二
表一
2. 挤压、拉伸 挤压、 本次实验将挤压管材和棒材分别进行热加 工及冷加工的测试。Φ150×250铋黄铜锭经车 工及冷加工的测试。Φ150×250铋黄铜锭经车 皮后，放入重油加热炉中加热到730～750℃ 皮后，放入重油加热炉中加热到730～750℃， 保温2 保温2小时，使其内部组织更加均匀。然后在 1200吨挤压机上挤压管材尺寸为Φ38.5× 1200吨挤压机上挤压管材尺寸为Φ38.5×4、棒 材尺寸为Φ8.9(三个模孔) 材尺寸为Φ8.9(三个模孔)。挤压制品表面未发 现裂纹、气泡、起皮等缺陷(见图三、四) 现裂纹、气泡、起皮等缺陷(见图三、四)，挤 压力相对Hpb59压力相对Hpb59-1稍小些。挤压坯料经冷却后， 对其进行拉伸，管材拉伸到Φ36× 对其进行拉伸，管材拉伸到Φ36×4（见图五）， 棒材拉伸到Φ8（见图六），整个过 棒材拉伸到Φ8（见图六），整个过
程无异常，冷加工性能良好。后对挤压、拉伸样 再次进行光谱分析（见表二）、硬度测试、延伸 率测试，各元素含量均在合理范围，其数据如下 表：
类型 管 棒
硬度计吨位 退火后硬度 30T 22° 22°
未退火 53 ° бb=512MPa 56 ° δ10=16.2%
同时对样品进行切削，在夹盘高速旋转下刀无破鸣声、 无黏刀现象，车屑呈细小针装（见图七），切削性能优 良。
八、 内容 本次生产性实验是在原有实验室试验的基础 上，在生产现场对环保铋黄铜进行配方和工艺优 化，重点测试其铸造性能、挤压性能、拉伸性能 及切削性能和力学性能等，使其各项指标达到或 优于Hpb59优于Hpb59-1，并能够实现规模生产，从而创造 经济效益。 1．熔铸 首先在熔化炉熔化大约800KG配置好的锌块、 首先在熔化炉熔化大约800KG配置好的锌块、 紫铜作为炉底水，调整炉内各成份的比例，使溶 化炉内铜水总重达到2300KG，然后注入保温炉 化炉内铜水总重达到2300KG，然后注入保温炉
图 三
图四
图五
图六
图七
表二
九、结论
1. 在59黄铜中加入0.8∽1.0的铋以替代铅，完全 59黄铜中加入0.8∽1.0的铋以替代铅，完全 可达到甚至超过HPb59－ 可达到甚至超过HPb59－1的铸造、热加工、冷 加工、机械及切削性能； 2. 在铋黄铜中加入微量稀土可细化晶粒，从而提 高材料的塑性，防止在热加工和冷加工过程中的 脆断； 3. 配制的无铅铋黄铜表面呈微青色，光亮可人， 内部未发现裂纹、气孔等缺陷； 4. 无论是铸锭还是管材、棒材其切削性能均好，
切削过程中，在夹盘高速旋转下刀无破鸣声、 无黏刀现象，车屑呈细小针装。 5. 经过这次生产性实验，其各项指标均达到了 预期目标，完全可投入规模生产。
江
市顺德区东霖有色金属有限公司 2006.9.20.
环保铋黄铜生产性实验
一、参加人员： 参加人员：
钟建华 教 授 林永聪 总经理 属有限公司 曾宏光 副总经理 金属有限公司 江西理工大学 佛山市顺德区东霖有色金 佛山市顺德区东霖有色
何小华 生产部副总 佛山市顺德区东霖有色 金属有限公司 胡挤根 挤铸科长 金属有限公司 佛山市顺德区东霖有色
周振西 挤铸副科长 佛山市顺德区东霖有色 金属有限公司 谭李良 专员 属有限公司 佛山市顺德区东霖有色金