Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente y su método de fabricación.

Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente que comprende:

un 55-65 % en peso deCu, un 1,0-6,5 % en peso de Mn, un 0,2-3,0 % en peso de Al, un 0-3,0 % en peso de Fe, un 0,3-2,0 % en peso deSn, un 0,01-0,3 % en peso de Mg, un 0-0,3 % en peso de Bi y/o un 0-0,2 % en peso de Pb, siendo el equilibrio Zn eimpurezas inevitables.

Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente y su método de fabricación

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a una aleación de latón y a su método de fabricación, especialmente a una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente y a su método de fabricación.

Antecedentes de la invención Actualmente, se ha usado la aleación de latón para los materiales de sistemas civiles e industriales de suministro de agua. Generalmente, la aleación de latón comprende de un 1, 04, 0 % de plomo, que se puede disolver parcialmente en el agua durante el proceso de suministro de agua, siendo la cantidad de plomo liberada al agua mayor que el

patrón de seguridad (por ejemplo, con el Patrón NSF/ANSI 61-2007-Drinking Water System Components, la cantidad liberada de plomo no debería ser superior a 5 μg/l, y la cantidad liberada de antimonio no debería ser superior a 0, 6 μg/l) . Durante los últimos años, no obstante, los expertos médicos de todo el mundo han encontrado que el plomo supone un riesgo para la salud humana y para la higiene ambiental y, por consiguiente, se han desarrollado investigaciones para sustituirlo por latón de plomo, tanto en el ámbito doméstico como extranjero, adoptándose principalmente tres sistemas de aleación: sistema Cu-Zn-Bi, sistema Cu-Zn-Si y sistema Cu-Zn-Sb.

El bismuto se encuentra próximo al plomo en la tabla periódica de los elementos. Es frágil y tiene un punto de fusión menor que plomo, y no puede formar una disolución de solidos con latón como el plomo y, por tanto, actualmente, se ha estudiado bismuto más frecuentemente y se ha usado para la aplicación actual como aleación de latón carente de plomo, por lo que se ha convertido en un sustituto ideal del plomo. Se añaden estaño y níquel en la mayoría de las aleaciones de latón de bismuto, incluso se añade selenio costoso en una pocas aleaciones de latón de bismuto, haciendo que el bismuto se distribuya en el interior del grano y de la frontera de granos en forma de partículas en lugar de distribuirse en el interior de la frontera de granos en forma de película, lo cual disminuye la fragilidad en caliente y en frío del latón de bismuto. No obstante, debido a que selenio y bismuto tienen recursos limitados y precios elevados, los costes de latón de bismuto se han controlado en gran medida. Además, existen los problemas de peor aptitud de moldeo y soldadura, temperatura de forjado más estrecha, incrustaciones, etc., lo que da lugar a que la aplicación y desarrollo del latón de bismuto se encuentren restringidos en cierto modo.

En los últimos años, el estudio y desarrollo de latón de silicio carente de plomo se ha dirigido hacia el latón de alto contenido de cinc-bajo contenido de cobre, es decir, cambio de forma, tamaño y distribución de la fase  en el latón de dos fases (β+) por medio del uso de modificación, mejora de su capacidad de procesado y rendimiento. No obstante, la aptitud de maquinización de dicho latón de silicio de alto contenido de cinc y carente de plomo puede únicamente alcanzar un 70-80 % de HPb59-1.

El documento JP 07 310 133 divulga una aleación de latón de fácil maquinización sin plomo sin magnesio, pero que es excelente en cuanto a la eliminación de cinc.

La patente china Nº. ZL200410015836.5 ha divulgado una aleación de latón de antimonio de fácil maquinización y carente de plomo, que es una aleación de cobre-cinc-antimonio. Aunque su aptitud de maquinización y resistencia 45 frente a la corrosión se han mejorado debido a la presencia de antimonio en la aleación, la aleación no tiene una propiedad de procesado en frío ideal, lo cual afecta a sus propiedades de procesado posterior. El patrón relativo de agua potable tiene patrones estrictos con respecto a la cantidad de Sb, Pb, Cd, As liberados al agua, por ejemplo, bajo el Patrón NSF/ANSI 61-2007-Drinking Water System Components, siendo la máxima cantidad liberada aceptable de Sb de 0, 6 μg/l. Cuando el contenido de Sb es mayor o igual que un 0, 2 % en peso, la cantidad de Sb liberada al agua supera 0, 6 μg/l. Esta representa la mejor oportunidad para aplicar una aleación de latón de Sb a los componentes tales como los grifos de agua de los sistemas de suministro de agua potable.

La patente china Nº. ZL200710066669.0 ha divulgado una aleación de cinc y cobre de fácil maquinización de alto contenido de manganeso, y la patente china Nº. ZL 200710066947.2 ha descubierto una aleación de cobre y alto 55 contenido de manganeso de fácil maquinización, siendo el manganeso el elemento de aleación principal de las dos patentes anteriores, y estando la diferencia en el intervalo del contenido de manganeso y otros elementos de la aleación. Como aleación de latón de alto contenido en manganeso de fácil maquinización, las dos aleaciones tienen buenas perspectivas de aplicación. No obstante, estas dos aleaciones no se pueden usar como componentes en los sistemas de suministro de agua potable, debido a su elevado contenido en Pb, lo cual tiene como resultado un exceso de la cantidad máxima aceptable liberada de Pb.

Actualmente, el latón de fácil maquinización de bajo contenido en plomo o carente de plomo, tal como latón de silicio y alto contenido de cobre, latón de bismuto-alto contenido de estaño, latón de aluminio, latón de antimonio y similares, se pueden incorporar a las válvulas usando métodos de moldeo y prensa de troquelado, cuando el 65 momento de ensamblaje es de 90-137 N·m, la concentración de agua con amoníaco es de un 14 %, y los vapores de

amoníaco duran 24 horas, únicamente el latón de silicio de alto contenido de cobre y el latón de bismuto-de alto contenido en estaño muestran buenas propiedades de resistencia frente a la corrosión por tensiones. No obstante, dichas dos aleaciones tienen coste elevado, lo que da lugar a una pérdida de competitividad de sus productos.

Sumario de la invención Con el fin de solucionar los inconvenientes anteriores, la presente invención proporciona una aleación de latón de manganeso respetuoso con el medio ambiente con bajos costes, resistencia superior a la corrosión por tensiones, buena resistencia a la corrosión por eliminación de cinc y propiedades mecánicas y su método de fabricación.

Una finalidad de la presente invención es proporcionar una aleación de latón respetuosa con el medio ambiente con propiedades mecánicas superiores y resistencia a la corrosión, buenas propiedades de procesado en frío/caliente, aptitud de moldeo y de maquinización, una aleación de latón de fácil maquinización especialmente respetuosa con el medio ambiente, que sea apropiada para el moldeo y el forjado y tenga costes relativamente reducidos. Otra finalidad de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de la aleación de latón de manganeso anteriormente mencionada.

En un aspecto, la presente invención proporciona una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente que comprende: un 5565 % en peso de Cu, un 1, 06, 5 % en peso de Mn, un 0, 23, 0 % en peso de Al, un 03, 0 % en peso de Fe, un 0, 3-2, 0 % en peso de Sn, un 0, 010, 3 % en peso de Mg, un 00, 3 % en peso de Bi y/o un 00, 2 % en peso de Pb, siendo el equilibrio Zn e impurezas inevitables.

Preferentemente, el contenido de Mn en la aleación de latón de manganeso es de un 2, 05, 0 % en peso, preferentemente de un 2, 54, 5 % en peso, más preferentemente de un 3, 54, 5 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Al en la aleación de latón de manganeso es de un 0, 42, 5 % en peso, preferentemente un 0, 62, 0 % en peso, más preferentemente un 0, 61, 5 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Fe en la aleación de latón de manganeso es de un 01, 8 % en peso, preferentemente un 00, 8 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Sn en la aleación de latón de manganeso es de un 0, 31, 5 % en peso, preferentemente un 0, 51, 3 % en peso, más preferentemente un 0, 81, 0 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Mg en la aleación de latón de manganeso es de un 0, 010, 2 % en peso, preferentemente un 0, 050, 15 % en peso, más preferentemente un 0, 070, 1 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Bi en la aleación de latón de manganeso es de un 00, 25 % en peso, preferentemente un 00, 15 % en peso.

Preferentemente, el contenido de Pb en la aleación de latón de manganeso es de un 00, 15 % en peso, preferentemente un 00, 1 % en peso.

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1. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente que comprende: un 5565 % en peso de Cu, un 1, 06, 5 % en peso de Mn, un 0, 23, 0 % en peso de Al, un 03, 0 % en peso de Fe, un 0, 3-2, 0 % en peso de Sn, un 0, 010, 3 % en peso de Mg, un 00, 3 % en peso de Bi y/o un 00, 2 % en peso de Pb, siendo el equilibrio Zn e impurezas inevitables.

2. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizada por que el contenido de Mn de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 2, 05, 0 10 % en peso; más preferentemente de un 2, 54, 5 % en peso; del modo más preferido de un 3, 54, 5 % en peso.

3. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que el contenido de Al de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 0, 42, 5 % en peso; más preferentemente de un 0, 62, 0 % en peso; del modo más preferido de un 0, 61, 5 % en peso.

4. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 a 3, caracterizada por que el contenido de Fe de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 01, 8 % en peso; más preferentemente de un 00, 8 % en peso.

5. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 a 4, caracterizada por que el contenido de Sn de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 0, 31, 5 % en peso; más preferentemente de un 0, 51, 3 % en peso; del modo más preferido de un 0, 81, 0 % en peso.

6. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 a 5,

caracterizada por que el contenido de Mg de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 0, 010, 2 % en peso; más preferentemente de un 0, 050, 15 % en peso; del modo más preferido de un 0, 070, 1 % en peso.

7. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 a 6,

caracterizada por que el contenido de Bi de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 00, 25 % en peso; más preferentemente de un 00, 15 % en peso.

8. Una aleación de latón de manganeso respetuosa con el medio ambiente de acuerdo con la reivindicación 1 a 7,

caracterizada por que el contenido de Pb de la aleación de latón de manganeso es preferentemente de un 00, 15 35 % en peso; más preferentemente de un 00, 1 % en peso.

9. Un método de fabricación de la aleación de latón de manganeso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: formar lotes, fundir, verter lingotes de aleación, refundir, moldear sobre arena o moldear a baja presión, donde la temperatura para verter los lingotes de aleación es de 9801030 ºC, la temperatura para el moldeo sobre arena es de 10001030 ºC y la temperatura para el moldeo a baja presión es de 9701000 ºC.

10. Un método para fabricar la aleación de latón de manganeso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: formar lotes, fundir, moldear lingotes redondos de forma continua y

horizontal, descortezar, someter a extrusión para dar lugar a barras y forjar en caliente, donde la temperatura de moldeo en continuo horizontal es de 9801030 ºC, la temperatura para la extrusión es de 660750 ºC, y la temperatura para el forjado en caliente es de 660750 ºC.

11. Un método para fabricar la aleación de latón de manganeso de acuerdo con una cualquiera de las 50 reivindicaciones 1 a 8, que comprende: formar lotes, fundir, moldear lingotes redondos de forma continua y horizontal, descortezar y forjar en caliente, donde la temperatura de moldeo en continuo horizontal es de 9801030 ºC y la temperatura para el forjado en caliente es de 660750 ºC.