无铅无锑黄铜合金

技术领域

本发明涉及一种无铅无锑黄铜合金。

背景技术

过去，已经通过添加高达4wt％的铅来改善黄铜合金的机械加工性。由于法律规定，不再容许添加铅。

已经发现，铅的添加可以被铋的添加所代替。然而，已经发现，铋的添加会导致黄铜合金的热脆化。这种黄铜合金仅仅具有有限的热成形能力。因此，这类黄铜合金不被用于压模部件。

EP 3 320 122 B1公开一种既不掺和铅也不掺和铋的黄铜合金。为了改善机械加工性，提出在黄铜合金中添加0.005至1.0wt％的铟。虽然所提出的铟的添加确实改善机械加工性，但是机械加工伴随有相对长的螺旋切屑的形成，所述螺旋切屑可能在它们被运走时导致堵塞，并且可能导致工具破损。

EP 2 913 415 A1公开另一种无铅无铋黄铜合金，而且所述黄铜合金不含有硅。已知的合金含有60至65wt％的铜以及另外0.01至0.15wt％的锑。

锑的添加导致热脆化。在EP 2 913 415 A1中替代地提出添加0.005至0.3wt％的磷。所提出的磷的添加使得通过连续铸造进行的加工更困难。

EP 2 467 507 B1公开一种无铅黄铜合金，所述无铅黄铜合金含有铁、镍和锡。

EP 2 133 437 B1公开一种无铅易切削黄铜合金，所述黄铜合金含有0.6至2.5wt％的镁以及另外0.15至0.4wt％的磷。磷的添加使得通过连续铸造进行的加工更困难。

发明内容

本发明的一个目的是消除现有技术的缺点。更具体地，本发明的目的是提出一种具有改善的机械加工性的无铅无锑黄铜合金。根据本发明的另一个目的，所述黄铜合金表现出很小的热脆化，从而容许通过热成形对所述黄铜合金进行加工。

这个目的通过权利要求1的特征来实现。根据从属权利要求的特征，明智的实施例为显而易见的。

根据本发明提出一种无铅无锑黄铜合金，所述无铅无锑黄铜合金含有：

56％至66％的铜，

0.1％至1.5％的镁，

少于0.1％的铅，

余量的锌，以及另外

不可避免的杂质。

为了本发明的目的，[％]被理解为重量百分比。

令人惊讶地，发现如本发明中所提出的，通过添加0.1％至1.5％的镁，可以将铅含量设定为少于0.1％，而不会在机械加工期间形成不期望的长螺旋切屑。所提出的黄铜合金不仅因改善的断屑而且因较小的热脆化而令人瞩目。可以通过热成形来加工所述黄铜合金。

本发明将“无铅无锑黄铜合金”理解为含有少于0.1％的铅和少于0.001％的锑的合金。

根据一个有利的实施例，所述合金可以含有少于0.15％的砷和/或少于0.15％的磷和/或少于0.1％的铝和/或少于0.1％的锡。锡稳定β固溶体。砷改善合金的耐腐蚀性，其中砷特别地抵消锌的去除。磷的添加改善合金的机械加工性。

根据另一个有利的实施例，存在57％至少于60％、优选地57.5％至58.5％的铜。由于相对较低的铜含量，所提出的合金更具成本效益。

根据另一个实施例，存在多于0.5％的镁。所提出的镁含量有助于改善机械加工性。

铅含量在0.05％至0.09％的范围内是明智的。铟含量少于0.005％。

最后，根据一个有利的实施例，提出锌含量为40至42.5％。具有所提出的锌含量的合金显示出良好的机械加工性能。

另外，所提出的无铅无锑黄铜合金使得能够在连续铸造过程中实现良好的加工质量。

附图说明

下面借助附图更详细地阐述本发明的示例性实施例，其中：

图1示出第一示例合金的在纵向车削之后的切屑图，

图2示出第二示例合金的在纵向车削之后的切屑图，

图3示出第三示例合金的在纵向车削之后的切屑图，以及

图4示出第四示例合金的在纵向车削之后的切屑图。

具体实施方式

根据图1至图4的切屑图在每种情况下都是通过以850rpm的转速对合金进行纵向车削而产生的。使用标识为KNMX160405-R8IC907的可转位切削刀片。图1至图4中所包含的比例尺在每种情况下都是5mm。

图1示出第一示例合金的在纵向车削之后的切屑图。第一示例合金为参考合金。第一示例合金含有58％的铜和42％的锌，这意味着第一示例合金未添加镁。

如从图1可以看到的，示例合金1的纵向车削产生长螺旋切屑。这样的螺旋切屑在机械加工时是不希望的。它们在被运走时可能导致堵塞，并且可能导致工具破损。

图2示出第二示例合金的在纵向车削之后的切屑图。第二示例合金含有58％的铜、41.5％的锌和0.5％的镁。显然，在纵向车削期间生成的切屑比图1中所示的切屑短。

图3示出第三示例合金的在纵向车削之后的切屑图。第三示例合金包括58％的铜、41％的锌和1％的镁。很显然，所产生的切屑又比第二示例合金通过纵向车削所生成的切屑短。

图4示出第四示例合金的在纵向车削之后的切屑图。第四示例合金包括58％的铜、40.5％的锌和1.5％的镁。在第四示例合金在车削期间生成的切屑又小于第三示例合金通过纵向车削所生成的切屑。

因此，通过提出向无铅无锑黄铜合金添加0.1％至1.5％的镁，可以显著地改善断屑。而且，所提出的黄铜合金因较小的热脆化而令人瞩目。可以特别地在连续铸造过程中通过热成形加工所述黄铜合金。