宣布时间：2021-03-09点击：2237
摘要：黄铜中添加一定量铅元素 ，显著提升了质料的切削性能、耐磨性能 ，广泛应用于机械工程中种种连接件、阀门、阀杆轴承坚持中 ，其中阀门坯料、制锁业、钟表业是三大重要市场。而铅险些不固溶于铜锌二元合金 ，以游离状态弥散地漫衍固溶体中 ，沿晶界聚集漫衍易导致铅黄铜在热加工、冷加工历程中泛起开裂现象 ，本文主要是通过研究铅黄铜HPb59-1冷、热加工历程中裂边形成机理 ，进而控制或减轻裂边的爆发。
要害词：铅黄铜；身分；热加工；裂边控制
中图分类号：TF811文献标识码：A文章编号：1002-5065（2020）13-0143-2
铅黄铜 ，俗称易切削黄铜 ，具有优良的润滑和减磨性能 ，其机械加工零件外貌精度很高。恒久以来 ，行业内对铅黄铜的使用多以板材为主 ，加工效率低下 ，并且板材的生产精度较低 ，因此如何开发出铅黄铜带材来替代板材使用时提***
率的有效手段 ，生产工艺接纳铸造、热加工、冷加工的古板三段式加工工艺 ，铅黄铜的熔炼、铸造生产并不困难 ，可以使用感应熔炼 ，坩埚熔炼等方法 ，铸造生产可接纳半连续铸锭、砂模、铁模等；但铅黄铜热轧、冷轧则易爆发裂边现象。
因此 ，如何控制或减少铅黄铜裂边是提高铅黄铜带成材率 ，后期零件加工的可连续性的首要攻克的难点。就铅黄铜HPb59-1而言 ，含铅量0.9%~1.8% ，冷、热压力加工尚可 ，是目前市场上应用较广的铅黄铜 ，它的特点是可切削性好 ，有良好的力学性能 ，能蒙受冷、热压力加工 ，易焊接 ，钎焊好 ，对一般腐化有良好的稳定性 ，但有腐化破裂倾向 ，主要用于空调阀门、五金机械等。常用铅黄铜的身分如下表1。
1.铅黄铜裂边控制工艺研究
1.1化学身分控制
黄铜中添加1%的Pb ，Pb险些不溶于铜锌合金 ，不溶铅质点导致质料的热加工性能不佳 ，但双相黄铜依靠相变重结晶（a-b） ，可使铅漫衍在晶粒内部而不是在晶界上 ，加入一些微量元素 ，能有效细化晶粒 ，使铅漫衍越发均匀。为此 ，通过在铸锭里添加差别微量元素 ，以抵达改善铸锭组织和身分均匀漫衍的目的 ，见下表2。
凭据以上身分 ，笔者单位***轮铸造4批次坯料（添加稀土和铜硼各2批次） ，在同一加热条件下进行热轧试验 ，其中添加稀土锭坯展现较良好的热加工特性 ，轧至12mm厚度 ，未泛起明显裂边现象 ，而添加铜硼锭坯均泛起开裂 ，无
法继续加工。
第二轮铸锭试验 ，主要验证添加稀土元素对铸锭的影响 ，共生产14块铸锭 ，其中添加稀土元素10块 ，未添加稀土元素4块 ，热轧后添加稀土元素的铸锭有8块全部通过 ，通过率为80%；而未添加稀土元素的4块铸锭有3块裂边 ，通过率仅为25%。
凭据第二轮的试验效果 ，进一步明确稀土元素的添加对铸造组织的改善 ，在同样的热加工条件下 ，***终确定添加稀土元素能有效改变铅黄铜铸态组织 ，提升质料的热加工性能。
1.2热轧工艺研究
虽然稀土元素的添加能有效提升铅黄铜的热加工性能 ，但在热轧期间 ，仍有部分铸锭泛起开裂 ，在身分上无明显差别的情况下 ，对热加工工艺进行探讨 ，在差别温度下进行均匀化热处理 ，比照铸态组织 ，高倍剖析结果如下：
试样组织均为基体β+α+Pb相 ，1#、4#样为铸态组织 ，Pb相大部分呈网状漫衍α相内。经600℃退火后 ，α相由原始态的条状转变为圆块状,随时间的增加 ，α相圆块状有所长大 ，Pb相大部分呈网状漫衍在晶界中 ，如图1。
通过以上组织高倍剖析 ，开端确定了铸锭热加工工艺 ，先低温均匀化退火 ，使铅质点尽可能多的漫衍在晶界中 ，可有效地减少裂边。
1.3冷加工工艺研究
通过对铅黄铜的身分及热加工工艺进行探讨 ，有效地控制了热加工裂边的爆发 ，但铅黄铜具有较高的冷变形抗力 ，加工硬化速度快 ，当冷加工总加工率抵达50%以上时 ，质料仍会泛起碎裂 ，因此对热轧后带坯与退火后的热轧带坯进行组织剖析比照 ，以此来调解工艺。
试样高倍制样并侵蚀后显微视察 ，组织均为β基体+α相+强化相。1#和2#试样为热轧后 ，显微组织基本一致；3#试样为热轧带坯经罩式炉退火 ，显微组织基本一致 ，其中1#和2#试样的β相呈链条状沿加工偏向漫衍。3#试样（也就是1#和2#试样退火后）β相偏向性消失 ，呈网状漫衍。（图2）
通过以上剖析 ，热轧后进行均匀化退火能有效改善热轧带坯组织 ，铣面后一次初轧至6.0mm可坚持不裂边 ，包管了后续冷加工边部质量 ，包管了制品组织均匀性。
对轧制的2.0mm带材退火后进行高倍组织剖析 ，质料组织均为α+β+颗粒相 ，β相以不规则块状与α相相间漫衍 ，玄色颗粒相漫衍较为均匀弥散 ，α基体已再结晶 ，晶粒平均直径为0.040mm ，未视察到高倍组织缺陷 ，制品性能满足用户使用要求。
2.结语
笔者通过对铅黄铜身分、热加工、冷加工工艺研究 ，查找了造成铅黄铜热、冷加工历程中爆发裂边的主要原因 ，并针对性了进行身分改变、热加工工艺的改变 ，形成了稳定的铅黄铜生产工艺 ，较洪流平上减轻了铅黄铜轧制裂边的产
生 ，但因为含铅黄铜的合金特性 ，批量生产中仍会泛起一些轻微的裂边 ，在后续生产中 ，进一步对铸锭的身分均匀性、铸造工艺的稳定性以及热处理温度的均匀性上加以控制 ，是控制铅黄铜裂边的主要考虑。
来源：中国知网作者：朱明益 张娟
