管道制造中铅的替代

在过去的几十年里,无铅黄铜合金的发展已成为重要的研究课题,尤其是在水管配件和水龙头的铸造中。出于对健康的考虑,国际卫生组织已经制定了新的规章制度和标准,限制饮用水中铅的含量,以此降低铅引发的危害。由于无铅硅黄铜材料具有良好的经济性和优异的性能,使得该种合金材料成为这一应用领域中的热门材料。

一般来说,黄铜中含有大量的铅对提高铸造的可靠性是非常必要的。铅的添加可以提高黄铜的可加工性,然而铅在铜中是不能溶解的,主要作为离散的物质存在,其很容易从表面脱落。铅的良好分散性可以密封微观组织结构中的细孔,从而增强合金的气密性。

为了降低或者替代铅,人们进行了大量试验。然而,大部分试验结果在可加工性或可铸造性或经济性方面并非令人满意。<a title="Microstructure and casino online castability of lead-free silicon brass alloys” href=”http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mawe.201200932/abstract” target=”_blank”>目前,在埃及首都开罗的Ain-Shams大学,有一个研究小组已经尝试着研究无铅硅黄铜合金。Mohamed A. Taha是材料工程学科的教授,与其合作者共同研究添加不同成分的硅和铝来代替铅。

借助EDX和X射线分析以及微观显微硬度的测试,他们发现在基体合金中添加少量的硅可以得到细微晶粒的微观组织。增加硅和锌的含量可以得到不同的相;不同的硅含量添加会导致相成分的变化;同样,增加硅的含量,显微硬度也会增加。埃及的研究学者同时还发现,随着硅含量和过热温度的增加,其流动性也会相应增加。

研究学者证实,与其它含铅合金相比其具有良好的可铸造性。这主要是由于较低的孔隙率和较小的气孔尺寸。此外,随着硅含量的增加,该种合金将具有更好的流动性。

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