铝黄铜（多用于汽车等制造的耐磨材料）
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更新时间：2023-05-20
铝黄铜
本词条是多义词，共3个义项
多用于汽车等制造的耐磨材料
铝黄铜可分为两类。一类是铸造黄铜中加入少量铝以清除杂质增加流动性，浇铸复杂铸件，合金中多余铝量不超过0.5%；一类是锻造黄铜中加 铝以增加抗蚀能力，常用作冷凝管，一般成分范围为Al1～6%，Zn24~42%，Cu55~71%。
铝黄铜的牌号和种类不多，国标中铝黄铜有6个牌号，主要是在铝黄铜中加入锰、铁等元素，以提升合金的强度、耐磨性能等综合性能。较为常见的铝黄铜主要有HAl77-2、 HAl66-6-3-2、HAl64-3-1，其他还有HAl60-10-1、HAl59-3-2等。
材料简介
熔炼
1、配料
2、设备
3、熔炼
为了节约成本，提高生产效率，采用将元素直接加入的方式熔炼，其熔炼难度高。
合金元素加入
1、锰、铁元素
由于锰和铁的熔点极高，难以达 到其熔点温度，加入后仅依靠扩散溶解于铜中。锰在铜中的溶解度较大，在高温时易在铜中溶解。铁虽然在铜中的固溶度极小，但是它在Cu-Mn 合金中的固溶度较大，可以方便的加入。所以本工艺采用在高温 时先加入Mn，再加入铁的方式加入 Mn、Fe 元素，既 保证了合金的成分，又避免了制造中间合金的过程，从而减低了生产成本，提高了生产效率。Mn 能大量地 熔入铜，起到固溶强化的作用，同时能有效阻止黄铜“脱锌”，提高了黄铜的耐腐蚀性能。 Fe 在室温下固溶 度较低，有富 Fe 相析出，富 Fe 相改善了材料的润滑 性，提高了基体的强度，改善了合金的耐磨性能。
2、锌和铝元素
锌和铝的熔点很低，且极易被氧化。当合金熔液温度较高时，加入铝、锌，极易被氧化燃烧掉。为此我们采用待 Mn、Fe 溶解后加入冷料（Cu 或废旧料）进行降温，再加入铝、锌的方式生产。由于Al 和Zn 在 Cu 中的固溶度较大，很容易溶解于铜中，保证了合金的化学成分。铝的锌当量系数相 当高（n=6），少量的铝就能使双相黄铜的 β相增多，在复杂铝黄铜中甚至有脆性的 γ 相生成，使合金的 强度硬度提高，同时塑性、韧性明显下降。
3、微合金元素
微合金元素在最后一道工序加入，并升温至喷火出炉。加入锡可以对材料的基体起到强化作用，生成 SnO保护膜提高抗腐蚀能力，并能防止“脱锌”现象出现。但过多的加入锡会使材料的脆性化合物增多，影响材料性能。加入稀土元素可以细化晶粒，强化基体，改善材料的冷热加工性能。
铸造
1、铸造方式的选定
由于水平连续铸锭具有生产投资少，可以浇注空心管材等优点而被普遍采用。但是其铜水的自重对液穴形态、散热方向和凝固时的体积收缩产生影响，使铸锭上部出现“月牙状”的空隙—新月形空气气隙，使铸锭上部的散热条件变差，导致铸锭结晶中心上移，易形成锭坯截面上下组织不均，硬度有20HBS的偏差，同时由于锌蒸汽在结晶器内渗入石墨套内，使铸锭表面产生横裂和结疤，严重影响铸锭质量。为此，选用封闭式立式半连续铸造，以石 墨粉+炭黑作为覆盖剂。由于其具有结构简单、操作方便、生产效率高、铸锭质量好等特点，能更有效地生产出合格的产品。铸造工艺以大约 4.9m/h的速度连续拉出准120mm×5000mm 和准150mm×5000mm 两种规格的红锭，再风冷至室温。
2、结晶器的选定
多元复杂铝黄铜的连续铸造非常困难，其锌当量较高（约为 50%），合金在400℃时将出现 α+β'+γ 相共存区。如果冷却速度过快，合金中的 γ 相来不及分解而保存到室温，由于 γ 相脆性大、硬度高，使合金的硬度升高，塑性和韧性降低，以至于影响到下一 步的加工工序；同时还由于冷却速度过大，表面快速凝固收缩，造成铸锭表面纵裂和内应力过高等材料缺陷。因此，我们采用缓慢冷却工序。如果连续冷却时间不足，铸锭外部的冷凝壳部位还没有足够的强度，使结晶器内壁粘上残渣，使锭坯出现拉裂或结疤等缺陷，更有甚者，由于铸锭的凝壳太软而会产生悬挂或拉漏现象。为此设计制作缓冷结晶器，其长度 L=300～400mm，使铸锭得到缓慢充分的冷凝。
