環(huán)保型無鉛硅黃銅的制備及性能研究.pdf

1、鉛黃銅因具有良好的機械性能和切削性能,且價格低廉,在儀器儀表、日用五金、飲水系統(tǒng)等方面得到了廣泛應用,然而鉛嚴重危害了人類健康與自然環(huán)境,開發(fā)無鉛黃銅,作為鉛黃銅的替代品是減少鉛污染的主要途徑。
　　 本文選硅為代鉛元素,通過添加稀土、硼、鋯微量元素優(yōu)化合金性能,開發(fā)出了一種無鉛硅黃銅。借助金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、電子能譜儀等先進實驗設備,研究了硅黃銅的微觀組織以及微量元素對它的影響,并測定了硅黃銅的力學性能、

2、耐磨性能、脫鋅腐蝕性能以及切削性能；且對其脫鋅腐蝕機理、切削機理進行了初步探討。經(jīng)過實驗對比分析,得出了如下結論:
　　 (1)針對目前應用廣泛的Hpb59-1鉛黃銅設計了成分為Cu:59.0％、Si:3.0％、P:0.3％、Ni:0.2％、Zn為余量的硅黃銅,該黃銅的顯微組織主要是由β相和γ相兩相組成；在稀土、硼、鋯的作用下,顯微組織形貌變化很大,其中0.01％硼的細化效果最好,γ相呈細小均勻的球狀小顆粒,明顯提高了其力學性能

3、,尤其是塑性。
　　 (2)在脫鋅腐蝕實驗測試中,發(fā)現(xiàn)合金元素稀土硼鋯對脫鋅腐蝕性能均有一定的提高作用。未變質硅黃銅的脫鋅層深度為392.0 um；而0.004％B的黃銅脫鋅層薄得幾乎無法測量；0.05％RE的硅黃銅脫鋅層厚度是66.44 um；0.05％Zr硅黃銅為242.4 um。其中0.05％RE硅黃銅和0.004％B硅黃銅的耐脫鋅腐蝕性能優(yōu)于對比試樣HPb59—1黃銅。實驗中還發(fā)現(xiàn):γ相晶粒的大小,可以改變腐蝕相的優(yōu)先順

4、序,γ晶粒小時優(yōu)先腐蝕γ相；γ晶粒大時則優(yōu)先腐蝕β相。
　　 (3)在切削性能實驗測試中,結果如下:未變質硅黃銅刀具耐磨度T=37.63min:0.01％B硅黃銅T=47.75 min；HPb59-1黃銅T=50.12 min；0.01％B硅黃銅的切削性能是HPb59-1黃銅的95％；在刀具磨損量測量時HPb59-1黃銅磨損量最小,為6.90g;未變質硅黃銅的最大,為8.23g；HPb59-1黃銅和0.01％B硅黃銅的斷屑,經(jīng)觀