环境友好无铅易切削黄铜bi和稀土元素分布及组织结构特征

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1、本项目研究的主要目的是以传统的HPb59-1铅黄铜为基准，利用无毒的铋和稀土元素来代替有毒的铅，开发一种环境友好无铅易切削黄铜。1、环境友好无铅易切削铋黄铜的合金成分设计表1环境友好无铅易切削铋黄铜和典型的HPb59-1铅黄铜的合金成分(℅)AlloysCuPbBiCeFeSnAlZnHPb59-1abcd58.3457-5957-5957-5957-591.51000000.51.01.52.000.2-0.40.2-0.40.2-0.40.2-0.40.1800000.5200000.230000余量余量余量余量余量2

2、、无铅易切削黄铜的工艺设计2.1配料所选用的原材料为纯铜、纯锌、精铋和纯铈。2.2无铅易切削黄铜熔炼首先将电解铜块放进坩埚中，并加入木炭作为覆盖剂防止氧化，加热至1200℃，待铜块全部熔化后，再加入纯铜降温，然后待温度降至450-550℃，按照合金熔点高低依次加入Zn、Ce和Bi，使用铜箔包裹Ce和Bi，以防止烧损，再升温至900-1000℃，充分搅拌除气后用铁模铸圆锭，并在700-850℃进行铸锭均匀化处理，然后，在700-800℃热挤压成直径为14-16mm的棒材。铸造速度为8-14m/h，冷却方式采用用水急冷。3、采

3、用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等方法研究不同成分的无铅易切削铋黄铜的显微组织和铋形貌的变化，同时观察Bi和稀土元素在该黄铜中的分布、形貌和大小。4、研究不同成分的无铅易切削黄铜对力学性能和切削性能的影响，同时和HPb59-1作比较。力学性能检测：在材料电子万能试验机上进行室温拉伸实验，测定其抗拉强度和伸长率，同时对其硬度进行测定。选用同等试验条件对不同成分的铋黄铜棒材和HPb59-1进行切削试验，通过对比切削力、表面光洁度和切屑的形貌、大小来评价其易切削性能。5、所采用的技术路线图：调整无铅易切黄铜成分设计原材料准备

4、纯铜、纯锌、精铋和纯铈试样制备型模铸造、热挤压微观分析性能测试显微组织分析XRD和SEM分析铋形态和分布切屑形貌力学性能测试切削性能测试分析与讨论结论6、工作计划第一阶段（2012/8/1～2012/8/10）成分优化设计和原材料准备第二阶段（2012/8/10～2012/10/1）不同温度时间下制备不同成分的无铅黄铜试样第三阶段（2012/10/1～2012/11/1）通过Bi含量和不同温度时间下制备的试样进行微观组织、相结构组成和Bi的分布形貌的观察。第四阶段（2012/11/1～2012/11/20）对不同条件下制备

5、的样品进行力学性能和切削性能测试，并与传统的HPb59-1铅黄铜进行比较。第五阶段（2012/11/20～2012/12/10）分析不同Bi含量和不同温度时间下制备的无铅易切铜与力学性能及切削性的关联及其变化规律，分析其原因。