一种易切削黄铜及其带材的加工方法 技术领域：
本发明属于易切削黄铜及带材的加工方法，特别属于用于钥匙生产、可替代Hpb59-1铅的黄铜及其带材的加工方法。
背景技术：
通常用于生产钥匙的黄铜为Hpb59-1铅黄铜，其化学重量成份为：铜：57.0％～60.0％；铅：0.8％～1.9％；镍：1.0％；铁：≤0.5％；杂质总和≤1.0％，锌：余量，它具有高强度及极好的切削性，由于Hpb59-1铅黄铜中含有0.8％～1.9％的铅，对人的身体健康存在极大威胁，不符合现代环保的要求。
【发明内容】
本发明所要解决的第1个技术问题是提供一种环保的易切削黄铜。
本发明所要解决的第2个技术问题是上述黄铜带材的加工方法。
本发明解决技术问题的技术方案为：一种易切削黄铜，所述的黄铜的重量百分成份为：铜：57-60％，铅：≤0.05％，锡：≤0.7％，镍：0.5-0.6％，杂质元素≤0.2％，余量为锌。
所述的易切削黄铜带材的生产方法为：熔炼拉铸工序、热轧工序、粗轧工序、退火工序、第一酸洗工序、精轧工序，第二酸洗工序：
所述的熔炼拉铸工序中，所用的原料为镀白铜、黄铜、紫铜、铅。
所述的镀白铜的重量百分成份为：Cu≥60.5，Pb≤0.15、Fe≤0.20，Ni≤2.0、Sn≤1.0，余量为锌。
为了增强易切削黄铜的强度，所述的精轧工序中，其加工率为36-38％。
所述的热轧工序中：采用7道次热轧，热轧温度为900-950℃，其热轧加工率为90-95％。
所述的粗轧工序中，采用2道次冷轧，其加工率为40-50％。
由于在普通黄铜中，锌大量固溶于铜，在铜-锌二元系相图中可见，固态下分别具有α，α+β相，在454-468℃由β(无序固溶体)——β’(有序固溶体)转变。
当锌含量小于36％时，其组织是α固溶体，其组织特征是：铸造状态时，枝晶偏析不严重，含锌30-33％时，在快速冷却条件下，α相黄铜的铸态组织会出现少量的β相。加工和退火状态时，带双晶的等轴α相晶粒大小与冷加工及退火温度、时间有关。当含锌量在36-46.5％时，其组织是(α+β)两相黄铜，其组织特征是：铸造状态，α相呈针状析出，冷速愈大，α相愈细愈长。浸蚀得当时，α相呈亮色，β相呈黑色；加工和退火状态，α相显示双晶，β相则否。
α相黄铜塑性好，可进行冷、热加工，其室温伸长率随含锌量的增加而增大。
(α+β)相黄铜在室温下含有性硬而脆的有序相β’相，并且β相黄铜在室温时硬而脆，即随着锌含量的增加，黄铜切削性提高。
综上考虑，要获得(α+β)双相组织，以获得性硬而脆的特点，并保证加工性能和切削性能，考虑材料的综合性能，确定当铜含量为57-60％时，效果最佳。
凡溶质院子完全溶于固态溶剂中，并能保持溶剂元素的晶格类型所形成的合金相称为固溶体。固溶体的成分可在一定范围内连续变化，随异类院子的融入，将引起溶剂晶格常数的改变及晶格畸变，只是合金性能发生变化。通常把形成固溶体而使强度、硬度升高的现象叫固溶强化。
镍无限固溶于铜，是在铜中固溶的合金元素，起到固溶强化的作用，在高锌黄铜中加镍，可获得少量β相的高强度合金，可提高合金韧性、耐蚀性硬度、强度，但镍过量会改变材料性能，故镍含量在0.5％-0.6％较佳。
锡也是有效固溶体强化元素，在铜中溶解度较大，当铜含量达到57-60％，产生了β相，少量锡溶于α相及(α+β)黄铜相，提高了黄铜的强度。
镀白铜是一种表面镀有锡、镍、铬等银白色金属的铜及铜合金角料，在铜熔炼生产工艺中，由于锡、镍对于铜合金是需要控制的元素，通常是将镀白料进行退镀，将锡、镍剥落后将铜料回炉使用，造成了铜料的利用率低，并且锡、镍等贵重金属无法回收，造成了资源浪费。本发明通过熔炼镀白铜，从而解决镀白料的回收再利用问题。
本发明与现有技术相比：本发明的铜合金可替代现有Hpb59-1铅黄铜，实现钥匙带的环保，其以镀白料为原料进行生产，从而解决镀白料的回收再利用问题，利用合金中(α+β)双相组织性硬而脆的特性，通过锡、镍元素的固溶强化，加大加工率来提高铜合金产品的硬度、强度。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
本发明所用的镀白铜原料的重量百分成份为：Cu≥60.5，Pb≤0.15、Fe≤0.20、Ni≤2.0、Sn≤1.0、余量为锌。
黄铜的重量百分成份为：Cu≥60.5、Pb≤0.05、Fe≤0.1、P≤0.01、余量为锌。
实施例1：
易切削黄铜的生产工艺：
1、熔炼拉铸工序：将镀白铜、黄铜、紫铜、锌锭进行熔炼，原料中镀白铜料、H59黄铜回料、紫铜料包的重量比为4∶5∶1，锌锭按照主成分控制需要适量添加。
其化学重量成份为：铜：59.5％、铅：0.03％、锡：0.4％、镍：0.4％、其他杂质元素：0.18％、余量为锌。
2、热轧工序：将熔炼好地铜锭进行铣面，使其厚度为66mm，用气环形炉加热至930℃，转速1100-1200转/分，使用7道次热轧轧制工艺：66mm-49mm-32mm-21mm-16.5mm-9mm-6mm-4.6mm，热轧加工率为93％；
3、粗轧工序：使用2道冷轧工艺：4.6mm-3.0mm-2.5mm，冷轧加工率为45.7％；
4、退火工序：将粗轧好的铜锭在电环形炉680℃退火1.5h。
5、第一酸洗工序：在重量浓度8％的硫酸溶液中进行酸洗，并在700℃烘干。
6、精轧工序：对酸冼好的铜锭2道冷轧工艺：2.5mm-1.9mm-1.6mm，加工率为36％。
7、第二酸洗工序：将精轧好的铜带在重量浓度6％的硫酸溶液中进行酸洗，并在730℃烘干。
实施例2：
除1、熔炼拉铸工序：将镀白铜、黄铜、紫铜、锌锭进行熔炼。原料中镀白铜料，H59黄铜回料，紫铜料包的重量比为4∶4∶2，锌锭按照主成分控制需要适量添加。
其化学成份为：铜：58％、铅：0.04％、锡：0.35％、镍：0.43％、其他杂质元素：0.2％、余量为锌，外，其余与实施例1相同。
实施例3：
除1、熔炼拉铸工序：将镀白铜、黄铜、紫铜、锌锭进行熔炼。原料中镀白铜料，H59黄铜回料，紫铜料包重量比为3.5∶4.5∶2，锌锭按照主成分控制需要适量添加。
其化学成份为：铜：60％、铅：0.05％、锡：0.3％、镍：0.4％、其他杂质元素：0.15％、余量为锌，外，其余与实施例1相同。
实施例1-3的力学性能测试结果如表1所示：
实施例1 实施例2 实施例3 抗拉强度(N/mm2) 487 512 524 延伸率(％) 12 10 10 硬度(HV) 175 182 183
本发明提供一个新的铜合金配方，达到钥匙行业对原料的切削性及强度的要求，替代现有Hpb59-1铅黄铜带，实现钥匙带的环保，新的铜合金熔炼中可用镀白料进行熔炼，从而解决镀白料的回收再利用问题，利用合金中(α+β)双相组织性硬而脆的特性，通过锡、镍元素的固溶强化，加大加工率来提高铜合金产品的硬度、强度。