铜棒的纵轧,即金属在彼此平行且旋转方向相反的压辊间经过,使其发生塑性变形,其间长度的增加为显著,这正是我们所需要的。因而,纵轧在铜及铜合金棒材的加工中得到广泛的使用。而斜轧、横轧不适合黄铜棒的轧制。
依据轧件的温度状况,轧制又可分为热轧和冷轧。黄铜棒、线材大豆可以选用热轧。热轧不光可以充分利用铜以及铜合金材料的塑性,使其加工进程具有大的加工量,而在热轧进程中,铸造安排中的缩孔、疏松、气泡等缺点得到压实和弥合,能有效地提高组织的均匀性,增加金属的强度和耐性。同时在热态条件下,可改善铜合金轧制变形后内部的应力状况。
冷轧的使用仅仅局限于具有较好的低温塑性的铜合金材料,比方纯铜棒等,还有一些对精度要求较高的棒材。
黄铜棒轧制的进程是一个塑性变形的进程,与其他加工方法相比,具有出产效率高、本钱低等特点。
塑性变形时,变形体内质点间或部分区域间的相对移动,以及变形工具与变形金属之间的相对应的位移,称为金属活动。金属活动越均匀,影响金属活动的要素有变形金属与工具接触面上的冲突,工具与变形金属之间的相互作用,柸料化学成分、安排和温度等。
(1)普通黄铜的室温组织 普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元状态图,黄铜的室温组织有三种:含锌量在35%以下的黄铜,室温下的显组织由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%范围内的黄铜,室温下的显组织由(α+β)两相组成,称为(α+β)黄铜(两相黄铜);黄铜棒含锌量超过46%~50%的黄铜,室温下的显组织仅由β相组成,称为β黄铜。
(2)压力加工性能
α单相黄铜(从H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,黄铜棒一般在200~700℃之间。因此,热加工时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆;另外,合金中存在量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂。实践表明,加入量的铈可以有效地中温脆性。
锌当量系数复杂黄铜的组织,可根据黄铜中加入元素的“锌当量系数”来推算。因为在铜锌合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn状态图中的α/(α+β)相区向左或向右移动。所以特殊黄铜的组织,通常相当于普通黄铜中增加或减少了锌含量的组织。例如,在Cu-Zn合金中加入1%硅后的组织,即相当于在Cu-Zn合金中增加10%锌的合金组织。所以硅的“锌当量”为10。硅的“锌当量系数” ,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界显著移向铜侧,即强烈缩小α相区。镍的“锌当量系数”为负值,即扩大α相区。
特殊黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体,其强化效果较大,而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体,其强化效果较低。虽然锌当量相当,多元固溶体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以,少量多元强化是提高合金性能的一种途径。
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