一、概述
鋁黃銅可分為兩類(lèi)。一類(lèi)是鑄造黃銅中加入少量鋁以清除雜質(zhì)增加流動(dòng)性，澆鑄復(fù)雜鑄件，合金中多余鋁量不超過(guò)0.5%;一類(lèi)是鍛造黃銅中加 鋁以增加抗蝕能力，常用作冷凝管，一般成分范圍為Al1~6%，Zn24~42%，Cu55~71%。
鋁黃銅的牌號(hào)和種類(lèi)不多，國(guó)標(biāo)中鋁黃銅有6個(gè)牌號(hào)，主要是在鋁黃銅中加入錳、鐵等元素，以提升合金的強(qiáng)度、耐磨性能等綜合性能。較為常見(jiàn)的鋁黃銅主要有HAl77-2、 HAl66-6-3-2、HAl64-3-1，其他還有HAl60-10-1、HAl59-3-2等。
二、合金元素加入
1.錳、鐵元素
由于錳和鐵的熔點(diǎn)極高，難以達(dá) 到其熔點(diǎn)溫度，加入后僅依靠擴(kuò)散溶解于銅中。錳在銅中的溶解度較大，在高溫時(shí)易在銅中溶解。鐵雖然在銅中的固溶度極小，但是它在Cu-Mn 合金中的固溶度較大，可以方便的加入。 所以本工藝采用在高溫 時(shí)先加入Mn， 再加入鐵的方式加入 Mn、Fe 元素，既 保證了合金的成分，又避免了制造中間合金的過(guò)程，從而減低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。Mn 能大量地 熔入銅，起到固溶強(qiáng)化的作用，同時(shí)能有效阻止黃銅 "脫鋅"，提高了黃銅的耐腐蝕性能。 Fe 在室溫下固溶 度較低，有富 Fe 相析出，富 Fe 相改善了材料的潤(rùn)滑 性，提高了基體的強(qiáng)度，改善了合金的耐磨性能。
2.鋅和鋁元素
鋅和鋁的熔點(diǎn)很低，且極易被氧化。當(dāng)合金熔液溫度較高時(shí)，加入鋁、鋅，極易被氧化燃燒掉。為此我們采用待 Mn、Fe 溶解后加入冷料 (Cu 或廢舊料)進(jìn)行降溫，再加入鋁、鋅的方式生產(chǎn)。 由于Al 和Zn 在 Cu 中的固溶度較大，很容易溶解于銅中，保證了合金的化學(xué)成分。鋁的鋅當(dāng)量系數(shù)相 當(dāng)高(n=6)，少量的鋁就能使雙相黃銅的 β相增多，在復(fù)雜鋁黃銅中甚***有脆性的 γ 相生成，使合金的 強(qiáng)度硬度提高，同時(shí)塑性、韌性明顯下降。
3.微合金元素
微合金元素在***后一道工序加入，并升溫***噴火出爐。加入錫可以對(duì)材料的基體起到強(qiáng)化作用，生成 SnO2 保護(hù)膜提高抗腐蝕能力，并能防止"脫鋅"現(xiàn)象出現(xiàn)。但過(guò)多的加入錫會(huì)使材料的脆性化合物增多，影響材料性能。 加入稀土元素可以細(xì)化晶粒，強(qiáng)化基體，改善材料的冷熱加工性能。
鋁黃銅系列比較復(fù)雜，復(fù)雜鋁黃銅中有的含有錳、鎳、硅、鈷和砷等第三、第四種合金元素。合金元素比較多的HAl66-6-3-2和HAl61-4-3-1,都是由六種元素組成的合金，其中部分加工復(fù)雜鋁黃銅則源于異型鑄造合金。不同的合金往往具有不同的熔煉性質(zhì)，因此需要不同的熔煉工藝。
首先，鋁黃銅在熔煉過(guò)程中容易起“沫”，以及容易被鋁或其他的金屬氧化物夾雜所沾污，合理的熔煉工藝應(yīng)該包括某些預(yù)防性措施。熔體表面上若存在鋁的氧化物薄膜，可對(duì)熔體有一定保護(hù)作用，熔化時(shí)可不用加覆蓋劑。
理論上分析：在有Al2O3膜保護(hù)的熔池內(nèi)加入鋅時(shí)，可以減少鋅的揮發(fā)損失。實(shí)際上，由于鋅的沸騰可能使氧化膜遭到破壞，因此只要當(dāng)采用合適的熔劑即熔體能夠得到更可靠的保護(hù)時(shí)，才能有效地避免或減少鋅的燒損。冰晶石已經(jīng)成為熔煉鋁黃銅所用熔劑中不可缺少的重要組成成分。鋁黃銅熔體決不允許過(guò)熱，以防熔體大量氧化和吸氣。如果熔體中氣體含量比較多，可以選擇熔劑覆蓋進(jìn)行精煉，或者采用惰性氣體精煉，包括在澆注前重新加熔劑并進(jìn)行重復(fù)精煉，以及采用鐘罩將氯鹽壓入熔體中進(jìn)行熔體精煉的方式。復(fù)雜鋁黃銅中所含有的高熔點(diǎn)合金元素例如鐵、錳、硅等，都應(yīng)該以Cu-Fe、Cu-Mn等中間合金形式加入。
通常，大塊舊料和銅應(yīng)該首先加入爐內(nèi)并進(jìn)行熔化，細(xì)碎的爐料可以直接加入熔體中，鋅在熔煉末期即***后加入。采用純金屬作爐料時(shí)，應(yīng)該在它們?nèi)刍笙扔昧走M(jìn)行脫氧，接著加入錳（Cu-Mn）、鐵（Cu-Fe），然后加鋁，***后加鋅。復(fù)雜鋁黃銅HAl66-6-3-2中，鐵含量宜控制在2%~3%、錳含量控制在3%左右。否則，當(dāng)它們含量過(guò)高時(shí)，可能對(duì)合金的某些性能帶來(lái)負(fù)面影響。由于鋁密度小，如果熔體攪拌不徹底，有可能造成化學(xué)成分的不均勻現(xiàn)象。當(dāng)爐內(nèi)有過(guò)渡性熔體時(shí)，一般可以將鋁和部分銅首先加入，待其熔化后再加入鋅。加入鋁時(shí)，由于銅和鋁的熔合可以放出大量的熱。放熱過(guò)程可以用以加速熔化過(guò)程，但如果操作不當(dāng)，激烈的放熱反應(yīng)可能造成熔池局部溫度過(guò)高，以致引起鋅的激烈揮發(fā)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)有火焰從爐中噴出。熔煉HAl67-2.5通常溫度以1000~1100℃為宜，熔煉HAl60-1-1、HAl59-3-2、HAl66-6-6-2通常溫度為1080~1120℃，應(yīng)盡可能的采用較低的熔煉溫度。
加料和熔化程序?yàn)椋恒~+舊料+Cu-Mn+Cu-Fe+Cu-Ni+覆蓋劑→熔化→加Al+Zn→熔化→加冰晶石→攪拌→撈渣→取樣分析→升溫→攪拌→出爐。