变质处理对c36000黄铜铸态组织及凝固方式

  c36000黄铜是按美国ASTM标准定义的铅黄铜。主要由锌(Zn)余量,铅(Pb)2.4~3.0,铝(Al)≤0.5,铁(Fe)≤0.10,锑(Sb)≤0.005,磷(P)≤0.01,铋(Bi)≤0.002,铜(Cu)62.0~65.0,杂质总和%≤0.75等多种合金元素构成。广泛应用于钟表零件、汽车、拖拉机及一般机器零件。 铅黄铜切削加工性能优良,有高的减摩性能,用于钟表结构件及汽车拖拉机零件。
  铸造c36000黄铜由于凝固结范围较小,往往得到粗大的树枝晶,影响使用性能,无论是低压铸造还是重力铸造,一般通过加入B、Be等进行变质处理,细化黄铜的铸态组织和提高力学性能。由于热处理对黄铜力学性能的提高效果较差,铸件一般在铸态使用,因此,变质处理是细化铸造黄铜组织重要的方法。 圆杯试样试验是检验铸造合金精炼及除气效果好坏的主要手段之一,也被用来检验铸造铜合金铸锭截面状态。用于检验除气是否良好时,可浇注圆杯试样以观察金属液的凝固收缩情况进行判断;检验铸锭精炼或变质处理效果时,可用圆杯试样通过倾出法试验来验证,具体操作方法是先浇满圆杯试样,待凝固结壳时迅速倒掉心部未凝固的金属液,这样就形成一个壳杯,通过观察壳杯内表面的宏观形貌,判断变质或精炼效果好坏。
  不同的变质剂加入量对c36000黄铜力学性能的影响。可以看出,和未变质处理的铅黄铜相比,变质处理可以有效地提高材料的力学性能,随着B含量的增加,铅黄铜的抗拉强度先增加后降低,当B含量为时强度曲线出现峰值,抗拉强度最高。当B含量超过0.010%时,c36000黄铜抗拉强度有所下降。经B变质处理后材料的伸长率、断面收缩率和未变质时相比均有提高。
  加入0.01%的B变质可以明显地改善c36000黄铜铸态组织,使c36000黄铜铸态粗大的树枝晶变为细小短片状枝晶或等轴晶,变质处理可以提高金属型铸造铅黄铜的铸态力学性能。而壳杯试样内表面宏观形貌光滑或粗糙,与内表面凝固组织特征有关,凝固组织为树枝晶时,结晶面粗糙,凝固组织为等轴晶,壳杯的内表面光滑。变质处理不仅可以细化c36000黄铜的组织和晶粒,还可以改变c36000黄铜的凝固方式,未变质时凝固以逐层凝固的方式进行,变质处理后以逐层方式和体积凝固方式进行。