耐锌浸析的压铸黄铜合金 根据权利要求1的序言，本发明是关于压铸黄铜合金，该合金是抗锌浸析作用的。
当水质变化，或许是强腐蚀时，对于黄铜的水配件来说，锌浸析是一个问题。
早已知道，针对锌浸析作用，借助于加入少量砷或锑以处理黄铜中富铜α-相，然而，富锌β-相是不耐锌浸析的。
因此，为了减小或完全避免较少抗腐蚀的β-相，逻辑上在黄铜合金中保持高百分比的铜以耐锌浸析作用(如图1中合金1，表示Cu-Zn的部分相图，Hansen，Costitution of binary alloys，New York 1958)。这种合金存在的问题是，即，以长固化结晶的形式产生α-相的初期固化，所谓的枝状晶体，这就意味着β-相将在α-枝状晶体之间形成长的晶带。这就产生两个副作用：
a)材料受热脆化；和
b)由于锌浸析作用随着长的β-相晶带进行，导致材料形成深度锌浸析。
这种现象在以下科技文献中都有详尽的描述：Arno Louvo，TapioRantala，Veijo Tauta，“组分对α/β-黄铜的铸状态的微观组织的影响和利用微机的控制”，LISBOA 84，51st International Foundry Congress。
摘自该文献的图2描述了受热脆化的问题，摘自同一篇文献的图3描述了随着铜含量增加，锌浸析深度增加地现象。
为了避免上述问题，合金必须以β-相进行初期固化，如图1所示合金2，这有以下优点。
a)对于合金，微观和宏观偏析量基本上很低，这种合金以β-相进行初期固化。这种现象由如下事实所引起，即，在β-相中的扩散速度要比在α-相中快约1000倍，这是由以下原因导致的，与α-相fcc(面-中心-立方)的原子排列相比，其晶体结构是按照bcc(体-中心-立方)进行原子排列的。
b)固化晶体可以是用硼处理的颗粒，以非常有效的方法形成细小颗粒，而且需要极小量的这种物质就能获得形成细小颗粒的效果。根据经验，以α-相进行初期固化时，硼对于黄铜并不具有形成细小颗粒的作用，因此，就β-相结晶的成核作用是非常有效的。
其缺点是，最终铸件组织中β-相量增加而不进行热处理，它很难满足根据BS2872的最韧性的锌浸析要求，其规定需要100μm的最大锌浸析深度作为分离值。尤其是对于极厚的材料，这是很确切的，如图3所示。
上述信息是众所周知的基本事实。
另外，在WO89/08725A1，EP0572959A1和MNC手册No.8，2版，1987.9“Specialmassing”，43页描述了早已公知的技术。
本发明的目的就是提出一种排除上述缺点的方法。
根据本发明通过开发一种具有如下特征的合金，即可达到上述目的。
以一种有技能的方式，平衡铜、锌、硅和铝的量，可获得以β-相固化，尽管如此，还是避免了最终产品中连续β-相面积的发展。在α-相基质中的离析的团聚体中发现了β-相，由于加入砷，而免遭锌浸析作用。根据本发明，以β-相产生初期固化的合金组合物，结合了高固化速度的压铸，限制最终铸件组织中β-相团聚的大小，在以低固化速度获得延伸的厚压铸材料中也有团聚体，这种团聚体明显小于100μm。借助于硼处理的细小颗粒，额外地降低了团聚体的大小，随之降低了锌浸析的深度。
在几年的期间，广泛的努力研究结果已证实了这些结论，其目的是必须找到适宜的合金组合物，这表现于如下附图中：
图4表明如何快速降低转熔固化材料(以α-相进行初期固化)的量，当降低合金中的铜含量时，在最终组织中β-相中量的增加是相当缓慢地增加。
图5表明根据国际标准ISO6509，对具有6mm厚材料的压铸层件，以及对具有不同Cu含量的合金进行锌浸析深度的研究结果。结果是不清楚的。最小的锌浸析确实是在转熔固化中断的区域，同时，β-相的量还没有变得太大。该图表示最大分离值的锌浸析深度以及对同一试验物体所作的大量测定的平均值。在相当宽的区域内，所获得的结果都满足了根据BS2872最大分离值的100μm的耐锌浸析的要求。
本发明的目的是提供一种合金，该合金也满足了对厚的压铸材料的锌浸析要求，图6表示对16mm厚材料的相应研究结果。对于这种厚度材料也满足了要求，即分离值最大100μm，而且在更狭窄的范围内。
-在Cu含量低于63.6％时，β-相团聚体变得如此之大，以致它们开始长在一起，这就产生了太大的锌浸析。
-在Cu含量高于64.1％时，α-相中的初期固化量变得如此之大，以致于在α结晶之间产生β-相晶带，随之得到深度锌浸析。
这种合金组分平衡的可靠结果综述于下：
1)压铸材料，由合金制造并没有随后的热处理，可满足根据BS2872分离值100μm的最大锌浸析深度的要求。
2)合金可以用硼以有效方法处理细小颗粒，这使在最终产品中形成最细小的颗粒组织，有两个优点：
-进一步改进了耐锌浸析作用，因为进一步减小了β-相团聚体的大小，和
-压铸材料中的孔隙率分布得更加均匀，而且分离尺寸变得更小，从而降低了松的压铸材料的危险性，因而也降低了必须满足压力不穿透性的要求的产品的报废费用。
3)铝含量可以保持在低水平，0.03～0.1wt％，这就意味着，对压铸合金利用了添加铝的正效果，而避免了负效果。
-正效果包括铝的强的锌浸析效果，这就意味着，在低的铝含量时，熔融中氧含量是稳定的，并且非常低。以很少量的铝就能以这种方式发挥出净化效果的作用，即减少了在浇注杯、模具和芯上的氧化锌涂层，和
-负效果包括合金中形成粘性渣，该合金包括硅并且其中，铝含量是大于0.1wt％，该粘渣由硅酸铝形成。当用杯熔融时，部分粘渣将进入产品中，在产品中形成“浊雾”和“球状”。这些夹杂物损害了最终产品的机械特性，更坏的是，它们起到了毛细管的作用，这就意味着，随着夹杂物进行锌浸析，如果它们达到表面，则形成深度锌浸析，这就远远超出了按照BS2872最大100μm锌浸析的分离值的有关耐锌浸析的要求。
在这方面，本发明不同于根据DE-A4318377A1的细颗粒处理合金，该文献推荐的铝含量为0.3～0.7wt％，硅含量为0.～0.7wt％。
根据本发明，耐锌浸析的合金特征具有如下组分：
Cu：63.0～65.5wt％
Pb.1.5～2.2wt％
Si：0.6～0.9wt％
Al：0.03～0.1wt％
As：0.03～0.1wt％
Ni：最大0.5wt％
Sn：最大0.5wt％
Fe：0.1～0.5wt％
B：0～15ppm
其他杂质：最大0.3wt％
Zn：余量
一个特定合金实例，以大规模已生产相当长的时间，根据本发明已证明是相当满足要求的：
Cu：63.6wt％
Pb：1.8wt％
Si：0.73wt％
Al：0.07wt％
As：0.06wt％
Ni：0.2wt％
Sn：0.3wt％
Fe：0.25wt％
B：8ppm
其他杂质：最大0.3wt％
Zn：余量
本发明并不限于以上指定的最佳实施方案，可在本发明思想范围和以下权利要求范围以内以任意形式进行改变和增补，特别确实的是，关于铅的含量，由于铅在合金中不溶解，仍以分离相保留，它对耐锌浸析没有影响。这就意味着，如果铅含量降低到特定范围以下时，其余的合金元素必须以化学计量进行调整。