锌白铜
由铜镍合金加入锌组成的合金
锌白铜是由铜镍合金所形成的白铜合金中中加入锌组成的三元合金。它富有银白色的金属光泽,具有良好的切削加工性、抗腐蚀性和机械性能,适合于冷压力加工,切削后表面光洁度高。
简介
锌白铜是白铜中重要的品种,具有优良的力学性能,良好的工艺性能,特别是具有美丽的银白色,是一种著名的仿银艺术铜合金,其中标准成分为含镍15%、含锌20%的BZn15-20合金,各国普遍用来制作各种工艺品,我国宋代使用这种合金制作工艺品技术高超,被誉为“中国银”。随着现代通讯技术发展,锌白铜已作为重要的插接元件使用,也用于各种电子器件的电磁屏蔽外壳,如晶体振荡管外壳。为提高力学性能、耐蚀性能和银白色泽,工程界已普遍把BZn15-20合金中镍含量适当提高,从而诞生了BZn18-8、BZn18-26等新合金。为改善锌白铜的可切削性能,在锌白铜中加有铅的铅白铜主要用于制作精密仪表零件,镜架附件等。
锌白铜的相关性质
锌白铜的熔炼
镍的熔点为1453℃。在不同镍含量的白铜中,随着镍含量的提高,其固相线温度和液相线温度随之提高。在白铜的熔炼过程中,由于氧化而产生的NiO和Cu20都属于碱性氧化物,若炉衬材料选用的是以SiO2为主要成分的石英砂材料,NiO和Cu2O都可以与SiO2发生化学反应,结果炉衬被侵蚀。镍的含量越高,熔体对炉衬耐火材料的侵蚀越严重。
为了保证化学成分均匀和熔体具有一定的流动性,适当的熔炼温度是必须的。显然,熔炼白铜需要较高的熔炼温度,因而应该选择具有较高耐火度的耐火材料制造炉衬。
熔炼白铜过程中,熔体容易吸氢和增碳。白铜中氢的含量随着含镍量的增加而明显增大。
熔炼环境
普通白铜,通常都可以在工频有铁芯感应电炉内熔炼,炉衬应该采用高铝质,甚至镁质耐火材料制造。复杂白铜,由于熔点比较高,而且考虑到变料方便,因此实际上多在坩埚式的中频元铁芯感应电炉内熔炼。
为了获得氢和碳含量都比较低的熔体,必要时可以采用氧化.还原精炼工艺。例如:开始时在木炭覆盖下进行熔炼,当熔体达到1250℃时迅速清除木炭,并在无任何覆盖情况下,使熔体直接暴露在空气中3~5min,或者直接把氧化镍加在熔池表面上,然后在出炉前再进行脱氧。
熔炼锌白铜时,可使用适量的冰晶石进行清渣。
熔炼工艺
锌白铜的机械性能、物理性能和工艺性能是由化学成分和组织状态决定的。在化学成分一定的条件下,其组织状态又受熔炼、加工工艺和热处理等因素的影响。
根据铜-镍-锌三元状态可知,不同牌号的锌白铜在常温下的平衡组织均为单相的α固溶体,因而不能用热处理的方法使其强化,只能靠冷变形加工硬化提高它们的强度和硬度。锌白铜热处理的主要形式是退火,按照退火的目的及温度范围可分为三类:
(1)扩散退火:常用于铸锭退火,退火温度较高,一般在950~1000℃的温度范围里,目的是消除铸造形成的树枝状结晶组织的化学成分偏析(不均匀性)和铸锭的内应力。
(2)中间退火:又叫软化退火,在冷轧和冷拉后进行,目的在于降低材料的硬度,提高塑性,消除加工硬化现象和内应力,以利于继续加工变形。退火温度应稍高于再结晶温度,一般在650~730℃之间。
(3)消除应力退火:常用于成品退火,主要是消除冷塑性变形后的内应力,稳定组织,稳定尺寸。退火温度在再结晶温度以下,一般在250~320℃范围内,保温1~2小时,退火后材料的机械性能基本上没有变化。
锌白铜的晶粒度对机械性能影响很大,晶粒粗大将使性能变坏,并使材料在加工变形或热处理时容易开裂。而晶粒度大小主要取决于冷加工变形量、中间退火的温度及保温时间。在较大变形度下加工的材料应选择较低的退火温度,以使α相晶粒的平均尺寸小于0.035毫米。铅颗粒应该细小并均匀分布于基体中。
主要特点和用途
锌白铜的热加工性能较差,一般以冷开坯的工艺方式进行生产。薄板带材多采用水平连续铸造带坯-冷开坯的方式进行生产。冷加工过程中加工率不宜过大。
焊接性能良好,可进行软、硬钎焊、氧乙炔焊,电阻点焊对焊,也可进行气体保护金属弧焊和电阻缝焊,但不能进行保护金属弧焊。切削性能是易切削黄铜HPb63-3的20%。
锌白铜以其优良的研磨性、钎焊性和抗应力松弛能力,较高的强度和弹性,良好的耐蚀性能,且易于电镀、热冷加工等技术工艺性能被广泛应用于制造耐蚀性结构件,诸如各种精密仪器仪表、高级电子元器件的弹簧、插口、罩壳等多种零部件。而含少量铅的锌白铜的切削性及冷加工性好,大量用于钟表、光学仪器等制作精密零件。此外,锌白铜在乐器、餐具、眼镜框架及装饰工程等方面亦有广阔市场。
参考资料
最新修订时间:2024-06-19 14:38
目录
概述
简介
锌白铜的相关性质
参考资料