李丹阳, 刘 平,2, 张 柯, 刘新宽, 陈小红

(1.上海理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200093;2.上海理工大学 机械工程学院, 上海 200093)

以Cu,Zn为主要成分的黄铜具有优良的力学性能、耐腐蚀性能、导电导热性能及良好的工艺性能,因此被广泛应用于工业生活中[1].传统工业上普遍使用的易切削黄铜均为含铅黄铜[2].Pb在黄铜合金中固溶度很小,主要以游离态的质点弥散分布于Cu-Zn基体中的晶界处.当被切削时,由于Pb颗粒质软,不仅起到断屑作用,而且在刀具与切屑接触瞬间局部受热而融化,起到润滑刀具的效果,减小切削力和刀具磨损率[3].但Pb是一种对人体有极大危害的重金属[4],所以易切削黄铜的无铅化成为近年来热门的研究课题之一.在普通黄铜的基础上添加少量的Si,能使铜锌二元相图向左偏移,使合金的α相消失,进入β+γ两相区[5].硬而脆的γ相通过一定处理可以弥散分布在合金中,在合金切削过程中,起到类似于Pb质点在黄铜中的断屑作用.同时,Si是一种无毒的环保元素,因此,Si是一种可实现易切削黄铜无铅化的元素.许跃等[6]在研究中发现Si,P和Mg对黄铜的切削性能均有利,开发了质量分数为Cu 65%,Si 3.0%,P 0.1%,Mg 0.04%的低铜无铅硅黄铜,其切屑平均尺寸仅为6 mm左右[7].但其切屑为片状,与铅黄铜的粉末状切屑相比,切屑性能仍较差.结合文献资料得知,Al元素可以使铜合金中的第二相分布更加细小弥散,从而减小切削力和起到润滑刀具的作用[8].鉴于以上两点,本文在文献[6]无铅硅磷低铜合金基……