本发明属于合金材料
技术领域：
，尤其涉及一种无铅耐腐蚀青铜合金。
背景技术：
：铅黄铜具有优异的机械性能和物理性能以及良好的铸造性能和切削性能，且价格低廉，因而广泛应用于仪器仪表、电子、电器、日用五金、饮用水系统等，其中尤以hpb59-1的生产、应用量最大。然而铅及其化合物是17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一，合金中的铅在使用过程中极易从基体中侵出或脱出，工业废气品中的铅则渗入地下水系统，各种形式的铅通过各种途径进入动物或人的食物链，危害人类健康，影响环境。近年来世界各国的医学专家已发现含铅铜合金对人类健康和环境卫生构成了威胁，欧盟、美国、日本、中国等医学机构均已做出了含铅铜合金对人类环境造成危害的报告。鉴于铅对人类健康环境的危害性，美国、日本、欧盟各国相继出台了对含铅铜合金应用的政府限令，中国政府也出台了与国际限令相一致的《电子信息产品污染防治管理办法》等强制性法规，对铜合金中的铅含量(其中电子信息产品铅的含量必须小于0.1％)和在饮用水中铅的浸出量(日本必须小于0.01mg/l，美国必须小于0.0011％)分别作出了严格控制的限令，并将不断减少其中的铅含量，含铅铜合金的应用正面临着严格的限制和挑战，而且前景将愈来愈严峻，因此如何开发出一种无铅青铜合金用于制造饮水系统中的水龙头、水表为了当今金属材料行业所亟待解决的问题。例如，中国发明专利申请公开了一种锡铅青铜合金[申请号：201510028376.8]，该发明专利申请中的锡铅青铜合金的成分配比按质量百分比计为：cu为80％，sn为9–11％，pb为8–10％，al≤0.01％，fe≤0.25％，mn≤0.20％，0<ni≤2.00％，p≤0.10％，s≤0.10％，sb≤0.50％，si≤0.01％，0<zn≤2.00％。该发明专利申请具有同时有较好的力学性能和工艺性能的优势，但其成分中含有大量的铅，故仍存在上述问题。技术实现要素：本发明的目的是针对上述问题，提供一种不含铅，制品不会污染水的无铅耐腐蚀青铜合金。一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层，所述合金本体包括主成分cu、sn、ni和bi以及杂质成分fe、p、sb、zr、al和zn，所述杂质成分在合金本体中的总质量分数为1％以下，且所述青铜合金中不包含有pb。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，cu在所述合金本体中的总质量分数为70％以上。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述合金本体包括质量分数分别为8％-12％的sn、1％-3％的ni、5％-8％的bi、0.01％-0.02％的fe、0.10％-0.25％的p、0.05％-0.20％的sb、0.10％-0.30％的zr、0.01％-0.10％的al、0.02％-0.08％的zn和余量的cu。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述耐腐蚀涂层包括环氧树脂、丙烯酸树脂、抗腐蚀助剂、无机填料和增韧剂。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述抗腐蚀助剂包括二异氰酸酯、二氧化硅粉末和聚甲基丙烯酸甲酯。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述耐腐蚀涂层包括质量份数分别为30-40份的环氧树脂、60-80份的丙烯酸树脂、5-15份的二异氰酸酯、1-5份的二氧化硅粉末、1-2份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-40份的无机填料和1-10份的增韧剂。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、3份的二氧化硅粉末、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的无机填料和5份的增韧剂。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述无机填料包括碳酸钙粉末。在上述的无铅耐腐蚀青铜合金中，所述增韧剂包括羧基液体丁腈橡胶。与现有的技术相比，本发明的优点在于：1、本发明提供了一种不含铅的青铜合金，可应用于饮水系统中的水龙头、水表，保证饮水的安全性。2、本发明提供的青铜合金在合金本体表面还设有耐腐蚀涂层，具有较好的耐酸耐碱性，延长了产品的使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。实施例1本实施例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为8％的sn、1％的ni、5％的bi、0.01％的fe、0.10％的p、0.05％的sb、0.10％的zr、0.01％的al、0.02％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为40份的环氧树脂、60份的丙烯酸树脂、5份的二异氰酸酯、1份的二氧化硅粉末、1份的聚甲基丙烯酸甲酯、10份的碳酸钙粉末和1份的羧基液体丁腈橡胶。环氧树脂是一种高分子聚合物，分子式为(c11h12o3)n，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。二异氰酸酯是一类具有-n＝c＝o官能团的特殊化学品，主要用作制造聚氨酯材料的原料。聚氨酯材料由二异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇经聚合而制得，具有不黄变和良好的应用性能，被广泛用作工业和汽车的聚氨酯涂料。实施例2本实施例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为12％的sn、3％的ni、8％的bi、0.02％的fe、0.25％的p、0.20％的sb、0.30％的zr、0.10％的al、0.08％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为30份的环氧树脂、80份的丙烯酸树脂、15份的二异氰酸酯、5份的二氧化硅粉末、2份的聚甲基丙烯酸甲酯、40份的碳酸钙粉末和10份的羧基液体丁腈橡胶。实施例3本实施例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、3份的二氧化硅粉末、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例1本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例2本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例3本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、3份的二氧化硅粉末、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例4本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例5本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、3份的二氧化硅粉末、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例6本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。对比例7本对比例提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层。其中，合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。其中，耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、3份的二氧化硅粉末、25份的碳酸钙粉末和5份的羧基液体丁腈橡胶。应用例1以实施例3中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得水龙头1；购买市售产品水龙头2；将水龙头1和水龙头2分别安装至同一出水管道的两个出水口上，即出水口1安装水龙头1，出水口2安装水龙头2。分别检测出水口1和出水口2处流出水的铅含量，结果如下表所示：实验组铅含量(μg/l)出水口1未检出出水口29.6结果分析：从以上实验数据可以看出，利用本发明提供的无铅青铜合金制得的水龙头中的铅含量明显降低，即本发明提供的无铅青铜合金适用于制造饮水系统中的水龙头、水表等器件，达到了本发明的预期目的。应用例2以实施例3中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金1；以对比例1中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金2；以对比例2中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金3；以对比例3中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金4；以对比例4中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金5；以对比例5中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金6；以对比例6中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金7；以对比例7中记载的无铅耐腐蚀青铜合金制得青铜合金8；对比实验1：将青铜合金1-8均浸没在同一实验玻璃槽中，该实验玻璃槽内盛有2mol/l的氢氧化钠溶液。分别观察记录浸没1d、2d、5d和10d后青铜合金1-8表面状态，结果如下表所示：结果分析：从以上实验数据可以看出，本发明提供的无铅青铜合金具有更好的耐碱腐蚀效果，达到了本发明的预期目的。对比实验1：将青铜合金1-8均浸没在同一实验玻璃槽中，该实验玻璃槽内盛有1mol/l盐酸和1mol/l磷酸的混合溶液。分别观察记录浸没1d、2d、5d和10d后青铜合金1-8表面状态，结果如下表所示：结果分析：从以上实验数据可以看出，本发明提供的无铅青铜合金具有更好的耐酸腐蚀效果，达到了本发明的预期目的。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属
技术领域：
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述青铜合金包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层，所述合金本体包括主成分cu、sn、ni和bi以及杂质成分fe、p、sb、zr、al和zn，所述杂质成分在合金本体中的总质量分数为1％以下，且所述青铜合金中不包含有pb。
2.如权利要求1所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：cu在所述合金本体中的总质量分数为70％以上。
3.如权利要求1所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述合金本体包括质量分数分别为8％-12％的sn、1％-3％的ni、5％-8％的bi、0.01％-0.02％的fe、0.10％-0.25％的p、0.05％-0.20％的sb、0.10％-0.30％的zr、0.01％-0.10％的al、0.02％-0.08％的zn和余量的cu。
4.如权利要求3所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述合金本体包括质量分数分别为10％的sn、2％的ni、6.5％的bi、0.015％的fe、0.20％的p、0.15％的sb、0.20％的zr、0.05％的al、0.05％的zn和余量的cu。
5.如权利要求1所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述耐腐蚀涂层包括环氧树脂、丙烯酸树脂、抗腐蚀助剂、无机填料和增韧剂。
6.如权利要求5所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述抗腐蚀助剂包括二异氰酸酯、二氧化硅粉末和聚甲基丙烯酸甲酯。
7.如权利要求6所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述耐腐蚀涂层包括质量份数分别为30-40份的环氧树脂、60-80份的丙烯酸树脂、5-15份的二异氰酸酯、1-5份的二氧化硅粉末、1-2份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-40份的无机填料和1-10份的增韧剂。
8.如权利要求7所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述耐腐蚀涂层包括质量份数分别为35份的环氧树脂、70份的丙烯酸树脂、10份的二异氰酸酯、3份的二氧化硅粉末、1.5份的聚甲基丙烯酸甲酯、25份的无机填料和5份的增韧剂。
9.如权利要求5所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述无机填料包括碳酸钙粉末。
10.如权利要求5所述的无铅耐腐蚀青铜合金，其特征在于：所述增韧剂包括羧基液体丁腈橡胶。
技术总结本发明属于合金材料技术领域，尤其涉及一种无铅耐腐蚀青铜合金。本发明，针对现有技术中如何开发出一种无铅青铜合金用于制造饮水系统中的水龙头、水表为了当今金属材料行业所亟待解决的问题，提供一种无铅耐腐蚀青铜合金，包括合金本体和涂覆在合金本体表面的耐腐蚀涂层，所述合金本体包括主成分Cu、Sn、Ni和Bi以及杂质成分Fe、P、Sb、Zr、Al和Zn，所述杂质成分在合金本体中的总质量分数为1％以下，且所述青铜合金中不包含有Pb。本发明提供了一种不含铅的青铜合金，可应用于饮水系统中的水龙头、水表，保证饮水的安全性。
技术研发人员：戴铭;郑永赏
受保护的技术使用者：台州八达阀门有限公司
技术研发日：2021.04.13
技术公布日：2021.07.30
