Aleaciones de latón que tienen resistencia superior a la corrosión por tensión y procedimiento de fabricación de las mismas.

Una aleación de latón que tiene una resistencia a la corrosión por tensión superior,

que comprende: 59,0 -64,0 % en peso de Cu, 0,6 - 1,2 en peso de Fe, 0,6 - 1,0 en peso de Mn, 0,4 - 1,0 en peso de Bi, 0,6 - 1,4 enpeso de Sn, al menos un elemento seleccionado de Al, Cr y B, siendo el resto Zn e impurezas inevitables, enel que el contenido de Al es 0,1 - 0,8 % en peso, el contenido de Cr es 0,01 - 0,1 % en peso, el contenido deB es 0,001 - 0,02 % en peso.

Aleaciones de latón que tienen resistencia superior a la corrosión por tensión y procedimiento de fabricación de las mismas Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a una aleación de latón y a un procedimiento de fabricación del mismo, especialmente a una aleación de latón de corte libre sin plomo y ecológica que tenga una resistencia superior a la corrosión por tensión que sea adecuada para colada, forjado y extrusión, y a un procedimiento de fabricación del mismo.

Antecedentes de la invención Durante mucho tiempo se ha usado latón con plomo para las válvulas, tales como grifos, válvulas de bola y válvulas de compuerta para el suministro de agua. Aunque los costes de producción de latón con plomo son relativamente bajos y las válvulas ensambladas con los cuerpos valvulares producidos a partir de ella pueden cumplir los requisitos de uso, el plomo puede contaminar el ambiente y es dañino para la salud humana. De acuerdo con esto, su uso está cada vez más restringido. Si estas válvulas se aplican para los sistemas de suministro de agua potable, la liberación de plomo en el agua superará las normas de seguridad (por ejemplo, según la normativa NSF/ANSI Standard 612007-Drinking Water System Components, el plomo en el agua no deberá superar los 5 µg/l y el antimonio en el agua no deberá superar los 0, 6 µg/l) .

En la actualidad, entre todas las aleaciones de latón sin plomo, solo la capacidad de corte de las aleaciones de bismuto es la más próxima a la de las aleaciones de plomo. No obstante, existen algunos inconvenientes en el proceso de producción de las aleaciones de bismuto, por ejemplo menor capacidad de soldadura, intervalo más estrecho de temperaturas para forjado y lento incremento o disminución de la temperatura requerido durante el tratamiento térmico de lingotes o productos. Después de ensamblar con los cuerpos valvulares que se forjan con barras extruídas con latón con bismuto suministradas por muchos fabricantes de cobre nacionales e internacionales, la mayoría de las válvulas se romperán después de rociar amoniaco al 14 % durante 24 horas porque no pueden eliminar la tensión del ensamblaje mediante templado.

Las aleaciones de latón con antimonio de corte libre y sin plomo tienen una buena capacidad de conformación en frío y en caliente y mejores propiedades de resistencia a la corrosión, pero la liberación de antimonio en los productos preparados a partir de las mismas en el agua supera los 0, 6 µg/l mediante análisis y, por tanto, estos productos no se pueden usar para los accesorios en los sistemas de suministro de agua potable. Además, las válvulas producidas a partir de las mismas tienden a romperse sin eliminar la tensión del ensamblaje debido a la corrosión por tensión.

La aleación de silicio de corte libre sin plomo también es uno de los objetivos de investigación en el campo de las aleaciones de cobre sin plomo. Los latones de silicio de corte libre sin plomo investigadas y desarrolladas en la actualidad son, principalmente, aleaciones de silicio de deformación con un alto contenido en cobre y bajo en cinc (el contenido en cinc es de aproximadamente un 20 % en peso) , la resistencia a la corrosión por tensión y la resistencia a la corrosión por descincado para dichos latones son superiores. Las válvulas con un par de torsión grande de 100

– 130 Nm no sufren agrietamiento por corrosión por tensión sin eliminar la tensión del ensamblaje, incluso si se ha aplicado vapor de amoniaco al 14 % durante 24 horas. No obstante, dichos valores carecen de competencia en la comercialización debido a los elevados costes de producción total debido al alto contenido en cobre.

Las aleaciones de latón con silicio de alto contenido en cinc que tienen buena capacidad de corte, colabilidad y conformabilidad en frío y en caliente y capacidad de soldadura, que están siendo investigadas y desarrolladas por nuestra empresa, se han aplicado a productos de grifos para baños a gran escala y se exportan a mercados europeos y americanos. Las válvulas a escala pequeña moldeadas por arenado con dichas aleaciones pueden aprobar el ensayo de fumigación de amoníaco en el que se fumiga a las válvulas con amoníaco al 14 % durante 24 horas sin eliminar la tensión del ensamblaje mediante templado. No obstante, cuando se usan estas aleaciones para válvulas a mayor escala con un par de torsión del ensamblaje de 100 – 130 Nm, las válvulas tienden a romperse debido a la corrosión por tensión.

El documento JP-A-7 310133 divulga una aleación de latón de corte libre sin plomo que contiene en % en peso: 20 45 % de Zn, 0, 2 - 9 % de Bi, 0, 2 - 3 % de Sn, y el resto de Cu con impurezas.

Sumario de la invención Para superar los problemas de rotura de las aleaciones de latón de corte libre sin plomo existentes debidos a la corrosión por tensión, es decir los productos con un par de torsión grande de 100 – 130 Nm no pueden pasar el ensayo de corrosión por tensión en el que los productos se fumigan con amoníaco al 14 % durante 24 horas sin eliminar la tensión por ensamblaje y no se pueden usar para los sistemas de suministro de agua potable porque la liberación de los elementos metálicos superan la norma. La presente invención se refiere a una aleación de latón de corte libre y sin plomo ecológicas que tienen una resistencia a la corrosión por tensión mayor, buenas capacidades de corte, colabilidad, conformabilidad en frío y en caliente, y a un procedimiento de fabricación del mismo, especialmente a una aleación de latón de corte libre sin plomo y ecológica que tenga mejor resistencia a la corrosión por tensión que sea adecuada para moldeo, forjado y extrusión, y a un procedimiento de fabricación de la misma.

En un aspecto, la presente invención proporciona una aleación de latón que tiene una mejor resistencia a la corrosión por tensión, que comprende: 59, 0 – 64, 0 % en peso de Cu, 0, 6 - 1, 2 % en peso de Fe, 0, 6 - 1, 0 % en peso de Mn, 0, 4 - 1, 0 % en peso de Bi, 0, 6 - 1, 4 % en peso de Sn, al menos un elemento seleccionado de Al, Cr y B, siendo el resto Zn e impurezas inevitables, en el que el contenido de Al es 0, 1 - 0, 8 % en peso, el contenido de Cr es 0, 01 - 0, 1 % en peso, el contenido de B es 0, 001 - 0, 02 % en peso.

El contenido de Fe en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 6 – 1, 0 % en peso, más preferentemente es 0, 7 – 0, 9 % en peso.

El contenido de Mn en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 6 – 0, 9 % en peso, más preferentemente es 0, 7 – 0, 9 % en peso.

El contenido de Bi en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 5 – 0, 9 % en peso, más preferentemente es 0, 5 – 0, 8 % en peso.

El contenido de Sn en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 8 – 1, 4 % en peso.

El contenido de Al en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 3 – 0, 8 % en peso.

El contenido de Cr en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 01 – 0, 03 % en peso.

El contenido de B en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 001 – 0, 005 % en peso.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para fabricar la aleación de latón mencionada anteriormente, que comprende el proceso por lotes, fundición, colado de longotes de aleación, refundición y moldeado en arena, en el que la temperatura para el colado de los lingotes de la aleación es de 990 – 1040 ºC y la temperatura para el moldeado en arena es 1000 - 1030˚ C. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el procedimiento de fabricación incluye las etapas siguientes. Para la fundición se selecciona el horno de inducción a frecuencia media. Durante los procedimientos de fabricación, primero añadir lingote de cobre y un agente de recubrimiento tal como carbón, añadir un lingote de cinc en secuencia, retirar la escoria, tapar, desgasificar y colocar durante 20 minutos, después añadir las aleaciones intermedias Cu -15 % en peso de Fe (que contiene 85 % de Cu y 15 % de Fe) y Cu- 35 % en peso de Mn (que contiene 65 % en peso de Cu y 35 % en peso de Mn) , así como bismuto, estaño y aluminio, a su vez mezclar de forma homogénea antes de añadir las aleaciones intermedias de Cu- 5 % en peso de Cr (que contiene 95 % de Cu y 5 % en peso de Cr) y Cu- 5 % en peso de B, refinando antes de retirar la escoria y colar los lingotes de aleación, después volver a fundir y moldear co arena para obtener las válvulas. Las aleaciones intermedias de Cu- 15 % en peso de Fe (que contiene 85 % de Cu y 15 % de Fe) , Cu- 35 % en peso de Mn (que contiene 65 % en peso de Cu y 35 % en peso de Mn) , Cu- 5 % en peso de Cr (que contiene 95 % de Cu... [Seguir leyendo]

1. Una aleación de latón que tiene una resistencia a la corrosión por tensión superior, que comprende: 59, 0 – 64, 0 % en peso de Cu, 0, 6 - 1, 2 en peso de Fe, 0, 6 - 1, 0 en peso de Mn, 0, 4 - 1, 0 en peso de Bi, 0, 6 - 1, 4 en peso de Sn, al menos un elemento seleccionado de Al, Cr y B, siendo el resto Zn e impurezas inevitables, en el que el contenido de Al es 0, 1 - 0, 8 % en peso, el contenido de Cr es 0, 01 - 0, 1 % en peso, el contenido de B es 0, 001 - 0, 02 % en peso.

2. La aleación de latón de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el contenido de Fe en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 6 – 1, 0 % en peso, más preferentemente es 0, 7 – 0, 9 % en peso.

3. La aleación de latón de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza porque el contenido de Mn

en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 6 – 0, 9 % en peso, más preferentemente es 0, 7 – 0, 9 % en peso.

4. La aleación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque el contenido de Bi en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 5 – 0, 9 % en peso, más preferentemente es 0, 5 – 0, 8 % en peso.

5. La aleación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque el contenido de Sn en la aleación de latón es, preferentemente, 0, 8 – 1, 4 % en peso.

6. La aleación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque el contenido de Al en la aleación de latón es 0, 3 – 0, 8 % en peso.

7. La aleación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza porque 20 el contenido de Cr es 0, 01 – 0, 03 % en peso.

8. La aleación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que se caracteriza porque el contenido de B es 0, 001 – 0, 005 % en peso.

9. Un procedimiento para fabricar la elación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: el dosificación de, fundición, colado de lingotes de aleación, refundición y moldeado por

arena, en el que la temperatura para el colado de los lingotes de aleación es 990 – 1040 ºC y la temperatura para el moldeado con arena es 1000 - 1030˚ C.

10, Un procedimiento para fabricar la elación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: dosificación de lotes, fundición, colado continuo horizontal de lingotes redondos, decapado y forjado en caliente, en el que la temperatura para el colado continuo horizontal de lingotes redondos es 990

– 1040 ºC y la temperatura para el forjado en caliente es 670 - 740˚ C.

11, Un procedimiento para fabricar la elación de latón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: dosificación de lotes, fundición, colado continuo horizontal de lingotes redondos, extrusión en barras y forjado en caliente, en el que la temperatura para el colado continuo horizontal de lingotes redondos es 990 – 1040 ºC y la temperatura de extruir en barras es 670 - 740˚ C y la temperatura del forjado en caliente es 670 – 740 ºC.