一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法.pdf

本发明提供了一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法，该合金材料管由以下组分组成：占合金材料管总重量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材料管总重量0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金材料管总重量0.5-1％的硅，余量为铜。本发明将传统铅元素替换为硅元素，按照锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜一定的成分配比，适当的温度，通过连续铸造毛坯管，用挤压机挤压而生产出完全能够取代含有铅元素的锡青铜管材，从而在不增加成本的情况下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对该合金的环保性能的要求。

权利要求书
1.  一种环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占 合金材料管总重量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材 料管总重量0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金 材料管总重量0.5-1％的硅，余量为铜。

2.  根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由 以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的 锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占 合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。

3.  根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由 以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量2％的 锡，占合金材料管总重量1.5％的铝，占合金材料管总重量0.25％的锑，占 合金材料管总重量0.75％的硅，余量为铜。

4.  根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由 以下组分组成：占合金材料管总重量3％的锌，占合金材料管总重量3％的 锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占 合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。

5.  根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由 以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的 锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占 合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。

6.  根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由 以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量3％的 锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占 合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。

7.  根据权利要求1-6中任意一项所述的环保无铅新型合金材料管，其 特征在于，所述铜为电解铜。

8.  一种如权利要求1-6中任意一项所述的环保无铅新型合金材料管 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜置于工频电炉内，加热至 1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；
2)用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆 盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；
3)保温1.2-1.5小时后，用光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内；
4)进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频 电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成规定尺寸 的空心毛坯合金材料管；
5)挤压前退火，用退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；
6)用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为规定 尺寸的合金材料管，采用挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度， 挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后得到成品；
7)将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤， 以挑出不合格产品进行回炉；
8)用高精度车床对探伤完成后的合金材料管进行表面车削，得到规 定尺寸和长度的合金材料管，并对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。

9.  根据权利要求8所述的环保无铅新型合金材料管的制备方法，其特 征在于，步骤3)中所述光谱仪采用斯派克直读光谱仪。

10.  根据权利要求8所述的环保无铅新型合金材料管的制备方法，其 特征在于，步骤3)中的成分检验次数为3-5次。

说明书一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金管材领域，具体涉及一种环保无铅新型合金材料管及 其制备方法。
背景技术
现有的锡青铜材料为了实现其易切屑性能往往会添加铅元素，但是随 着环保意识的日益提高，含铅元素的青铜合金已经不能满足国内外高端市 场的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法， 在不增加成本的情况下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满 足了对该合金的环保性能的要求。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材料管总重量 0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金材料管总重量 0.5-1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材 料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重 量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材 料管总重量2％的锡，占合金材料管总重量1.5％的铝，占合金材料管总重 量0.25％的锑，占合金材料管总重量0.75％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量3％的锌，占合金材 料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重 量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材 料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重 量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材 料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重 量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
进一步地，所述铜为电解铜。
一种环保无铅新型合金材料管的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜置于工频电炉内，加热至 1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；
2)用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆 盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；
3)保温1.2-1.5小时后，用光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内；
4)进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频 电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成规定尺寸 的空心毛坯合金材料管；
5)挤压前退火，用退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；
6)用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为规定 尺寸的合金材料管，采用挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度， 挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后得到成品；
7)将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤， 以挑出不合格产品进行回炉；
8)用高精度车床对探伤完成后的合金材料管进行表面车削，得到规 定尺寸和长度的合金材料管，并对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
进一步地，步骤3)中所述光谱仪采用斯派克直读光谱仪。
进一步地，步骤3)中的成分检验次数为3-5次。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种环保无铅新型合金材料管及 其制备方法，其将传统铅元素替换为硅元素，按照锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑ 铜一定的成分配比，适当的温度，通过连续铸造毛坯管，用挤压机挤压而 生产出完全能够取代含有铅元素的锡青铜管材，从而在不增加成本的情况 下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对该合金的环保 性能的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的应用范 围。
实施例1
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量0.5％的 铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余 量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热 至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将 完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防 止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读 光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分 在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度， 并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制 成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管； 挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火 后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内 径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压， 合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度 V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm， 内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声 波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车 床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差 为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后， 对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金 材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能 的要求。
实施例2
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量2％的锌，占合金材料管总重量2％的锡，占合金材料管总重量1.5％的 铝，占合金材料管总重量0.25％的锑，占合金材料管总重量0.75％的硅， 余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热 至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将 完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防 止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读 光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分 在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度， 并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制 成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管； 挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火 后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内 径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压， 合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度 V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm， 内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声 波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车 床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差 为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后， 对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金 材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能 的要求。
实施例3
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量3％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量2.5％的 铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量 为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热 至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将 完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防 止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读 光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分 在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度， 并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制 成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管； 挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火 后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内 径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压， 合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度 V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm， 内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声 波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车 床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差 为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后， 对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金 材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能 的要求。
实施例4
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量2.5％的 铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量 为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热 至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将 完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防 止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读 光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分 在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度， 并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制 成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管； 挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火 后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内 径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压， 合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度 V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm， 内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声 波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车 床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差 为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后， 对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金 材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能 的要求。
实施例5
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重 量2％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量0.5％的 铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余 量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热 至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将 完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防 止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读 光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分 在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度， 并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制 成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管； 挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为 200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火 后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内 径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压， 合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度 V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm， 内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声 波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车 床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差 为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后， 对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金 材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能 的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范 围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换， 均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。