:1005-2046(2005)01-0021-03耐磨复杂黄铜铸棒应用性能改进郭淑梅(洛铜集团技术中心,河南洛阳471039)摘要:含有锰、硅的复杂黄铜铸棒,由于金属间化合物的生成,在650℃～750℃保温并水淬的组织中,与铸态组织比较,α相比例增加,硬度低于120。添加适量铝,改变合金的相组织,在同条件下,硬度可达135。未添加铝的合金热加工后,在合适的低温时效,可提高硬度。关键词:复杂黄铜;铸棒;:TG14611+1硬度;组织;添加铝文献标识码:B此,可从对合金成分进行改进和对后续加工工艺提出改进开展工作。参考生产中的热加工条件,取铸棒试样,分别在600℃～850℃每50℃为一个温度点,保温、水淬,检测硬度变化,了解材料的硬度和加热温度的关系;热加工产品在低温时效,了解对硬度的影响;根据合金化原理添加合金元素,改变合金的组织结构,改善性能。1前言耐磨复杂黄铜是一种高强耐磨合金,热加工性能好,可热锻成不同形状的零部件。用做机械传动部分的耐磨材料,耐磨耐冲击性能均优良,利于润滑油膜的铺展。这类合金正在越来越引起人们的重视,其应用领域正在扩大。复杂黄铜棒材通常的生产方法是:熔炼2铸锭2挤压(拉伸)2精整。该方法工序长、难度大、成本高,对使用不一定要求加工材的产品,如供热锻用的棒坯,开发成功了用水平连铸的方法生产小规格的铸棒,使工序简化,成本降低。本文针对水平连铸棒坯经加工成零件后,确保达到硬度指标的问题,进行了相关的试验和讨论。结果与讨论材料的硬度变化3311分析及研究方法硬度是耐磨合金的主要技术指标,与合金成分和加工工艺有关。铸棒的硬度,在成分确定后与冷却条件有关。在后续加工过程中,则随加工工艺条件变化。铸棒经中断2热锻2水冷2精加工成零件,希望HB值大于120。经过热锻后,合金成分和热加工工艺都与终产品的性能相关。据2图1快速冷却条件下,铸棒的加热温度和硬度的关系(铸棒的原始硬度HB=125)收稿日期:2004209228作者简介:郭淑梅(1953～),女,教授级高级工程师,主要从事铜及铜合金材料与产品开发。22上海有色金属第26卷素,其余为Zn的复杂黄铜。从铜2锌相图可看铸棒经不同温度热处理后,材料的硬度变化见图1。从图1可看出,合金的硬度随着温度的提高,先降低,然后升高。加热温度在650℃～750℃,是低硬度区;在800℃以下,硬度不大于120;当温度高于800℃后,硬度明显提高。生产中采用750℃的加热条件,加上实际操作过程中的降温影响,使材料基本在低硬度区,所以硬度低。图1还说明,材料的固有特性是影响产品硬度的主要因素。312材料的高倍组织特点图2和图3是经过热处理后的组织,从图中可看出,高温850℃热处理的组织β相基体上,α相呈均匀细条状分布;700℃热处理的组织β相比例很少,以网状分布,基体为α相,所以硬度低。图2和图3均分布有针状及颗粒状金属间化出,对含铜62%的简单黄铜,铸态为α+β两相组织,α相的比例大于β相,大于800℃的平衡态组织,为单一β相1。对于多组元复杂黄铜的组织,通常可根据加入元素的锌当量系数来推算。若对该合金进行计算,虚拟锌当量约等于4213%。在室温是α+β组织,大于700℃的平衡态组织,应为单一β相,这与图3的结果有很大差别,850℃水冷的组织仍然是α+β组织,如图2。该合金的组织中有金属间化合物相生成,这是应用锌当量推算与实际不符的主要原因。合金中的Mn、Si首先满足生成金属间化合物相,合金元素的主要贡献是生成颗粒强化相,不会缩小α相比例。相反,由于颗粒相析出,主组元浓缩,α相比例增大,β相减少。铸态组织由于是非平衡结晶,与加热温度在800℃以上的组织相近,313所以硬度较高。提高合金硬度的措施[2]要使合金在650℃～750℃热加工后硬度提应改变合金的组织结构,选择固溶强化元调整合金化学成分。铝的锌当量系数较高,能显著缩小α相区,合物强化相,是合金的耐磨相。高,素,增加β相比例,锌是比较合适的添加元素。但铝含量过高,急冷时易产生裂纹,因此,锌的添加量应合适。另外可适当降低铜含量。合金的β相比例增加后,强度、硬度提高,塑性将有所下图2850℃保温、水冷热处理后降,但应保证符合使用要求。表1是合金成分调整前后性能的对比。表1合金成分调整前后性能对比的组织200×HBRm/MPaRp012/MPaA/%样品铸态650℃750℃原材料430～440205～2152015～2610改...