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关于黄铜棒加工工艺是什么?


黄铜棒是用铜及锌的合金制造成的棒状物体,因色黄而得名。

铜含量一般在 56%-68%,其含锌量不同,颜色也不同,如含锌量为 18%-20% 会呈红黄色,含锌量为 20%-30% 会呈棕黄色。

黄铜棒

黄铜棒的加工工艺是一个从原料到成品的系统性过程,需经过多道工序以确保其尺寸精度、力学性能和表面质量符合要求。
一、原料准备与配料
原料选择
主要原料为电解铜(纯度≥99.95%)和锌锭(纯度≥99.9%),根据黄铜棒的牌号(如 H59、H62、H68 等),还可能加入少量其他合金元素(如铅、锡、铁等)以改善性能(如易切削性、耐磨性)。
配料计算
按目标牌号的化学成分要求,精确计算铜、锌及其他元素的比例(例如 H62 黄铜需含铜 60.5%-63.5%,锌 36.5%-39.5%),确保配料误差控制在极小范围内(通常≤0.1%)。
二、熔炼与铸造(获得毛坯)
熔炼
将配好的原料加入中频感应炉或反射炉中,在 800-1000℃的高温下熔化。
熔炼过程中需通入惰性气体(如氮气)或覆盖剂(如木炭),防止铜液氧化和吸气(避免产生气孔缺陷)。
对熔液进行成分检测(如光谱分析),确保其化学成分符合目标牌号标准,若不合格则调整成分。
铸造
连续铸造:将合格的黄铜熔液倒入连续铸造机的结晶器中,通过水冷使熔液快速凝固,形成长条形的铸坯(直径根据后续加工需求确定,一般为 50-300mm)。此方法效率高,适合大批量生产。
半连续铸造:用于生产大直径或特殊规格的铸坯,铸坯长度通常为 1-3 米,凝固后脱模备用。
三、塑性加工(尺寸成型与性能优化)
根据黄铜棒的规格、性能要求及生产批量,选择合适的塑性加工方式,常见的有挤压、拉制、锻造三种:
1. 挤压加工
适用场景:常用于生产大直径黄铜棒(≥50mm)或异形棒(如六角棒、方棒),可改善铸坯的内部组织(细化晶粒)。
工艺过程:
将铸坯加热至 600-700℃(热挤压,利用黄铜热态塑性好的特点),或不加热(冷挤压,适用于小规格棒材)。
将加热后的铸坯放入挤压机的挤压筒中,通过挤压杆施加压力,使坯料从模具的出口(对应目标棒材截面)挤出,形成初步成型的棒材。
2. 拉制加工
适用场景:用于生产小直径(≤50mm)、高精度的黄铜棒,可提高尺寸精度和表面光洁度(Ra≤1.6μm)。
工艺过程:
预处理:对挤压后的棒材进行退火(加热至 400-600℃,保温后缓慢冷却),消除加工硬化,恢复塑性。
拉拔:将棒材一端通过模具孔(孔径略小于棒材直径),由拉拔机牵引使棒材穿过模具,实现减径和长度延伸(单次拉拔变形量通常为 10%-30%,需多次拉拔以达到目标尺寸)。
中间退火:多次拉拔过程中需穿插退火,避免材料因硬化而断裂。
3. 锻造加工
适用场景:主要用于生产高强度、大规格的黄铜棒,或对铸坯进行开坯(改善内部疏松、缩孔等缺陷)。
工艺过程:
将铸坯加热至 700-850℃,通过锻锤或压力机对坯料进行反复镦粗、拔长,使金属晶粒细化,组织致密,提高力学性能(如强度、韧性)。
四、切削加工(精度修整)
对于有高精度尺寸或特殊形状要求的黄铜棒(如螺纹棒、台阶棒),需进行切削加工:
采用车床、铣床、磨床等设备,对棒材进行车削(控制直径公差)、铣削(加工异形截面)、磨削(提高表面光洁度)等,确保尺寸公差达到 ±0.01-±0.1mm(根据精度等级)。
五、热处理(性能调控)
根据使用需求,对黄铜棒进行热处理以优化性能:
退火处理:加热至 300-600℃,保温后缓慢冷却,目的是消除加工应力、降低硬度、改善切削性能。
时效处理:对含铅、锡等合金元素的黄铜,加热至 100-200℃并保温,使合金元素析出,提高硬度和耐磨性(如用于轴承的黄铜棒)。
六、表面处理(防腐与美观)
根据应用场景,可选以下表面处理工艺:
酸洗:用稀硫酸或硝酸溶液去除表面氧化皮和油污,使表面洁净。
钝化:通过化学处理(如铬酸盐钝化)在表面形成保护膜,提高耐腐蚀性。
电镀:在表面电镀镍、铬等金属,增强耐磨性和装饰性(如用于建筑装饰的黄铜棒)。
七、检验与成品包装
检验
尺寸检测:用卡尺、千分尺等工具检查直径、长度、直线度等。
性能检测:通过拉伸试验(测强度、延伸率)、硬度试验(布氏硬度 HB)等验证力学性能。
探伤检测:对重要用途的黄铜棒进行超声波探伤,排查内部裂纹、夹杂等缺陷。
包装
合格的黄铜棒按规格分类,用缠绕膜包裹或装入木箱,标注牌号、尺寸、数量等信息,便于储存和运输。
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