切削性是许多金属材料在应用过程中所需要考虑的问题,它直接影响产品的制造成本和生产效率。传统的易切削黄铜多为铅黄铜,它兼有优良的力学性能和切削性能,被广泛应用在供水饮水系统、电子仪表零件等领域。然而随着全球环保意识的加强,含铅产品对环境和人体的多重危害也逐渐显现。尽管近年来国内外对于无铅易切削黄铜的研究已经取得一定进展,有些产品也已经投入了工业应用,但产品价格过于昂贵并且切削效果均未达到传统含铅黄铜的水平。本文的目的在于开发出一种低成本环境友好无铅易切削黄铜。本文以CuS为原材料,采用原位合成熔铸工艺在H62黄铜中引入ZnS颗粒,以制备切削性能优异的硫化物黄铜。本文系统研究了硫化锌添加工艺及硫化锌引入量对H62黄铜显微组织和性能的影响规律,取得了具有实用价值的结果；另外本文还研究了Zn元素和Si元素的含量对硫化物黄铜的显微组织和性能的影响规律。研究发现,CuS以预制块的方式在熔炼过程中添加,可以成功将ZnS引入到H62黄铜基体中,显著改善黄铜的切削性能,并且对合金的力学性能、抗应力腐蚀性能影响较小。当预制块中Cu粉与CuS粉质量比1：2时,有利于硫化物在铜液中的分散,此种添加工艺制备的硫化物黄铜切削性能最佳；而随着ZnS加入量的提高,黄铜的切削性能逐步改善,当添加1.5wt.%ZnS,H62黄铜已经能够获得理想的切削性能(与H59-1切削性能相当)；随着Zn含量的增大,黄铜基体由单一的α相向α+β两相过渡,最终变为单一β相,硫化物黄铜的抗拉强度逐步提高,延伸率下降,抗应力腐蚀性能也随之变差,同时切削性能恶化。当黄铜基体中含有一定体积分数的β相时,合金显微组织没有硫化物颗粒分布,黄铜的切削性能也随之恶化。在引入1.5wt.%ZnS的H62硫化物黄铜中添加Si元素,发现随着Si元素含量的增加,合金基体中分布的ZnS颗粒的数量急剧减少,显微组织从α单相组织向α+β两相组织转变,β相体积分数不断增多,合金的强度提高,而塑性下降,切削性能逐渐变差,抗应力腐蚀性能逐渐变好。当Si含量达到1.0wt.%之后,合金的切屑呈现连续状,切削性能大幅恶化；Si含量达到1.5wt.%、2.0wt.%,合金具有较好的耐腐蚀能力,初始裂纹出现时间达到510min、600min。含1.5wt.%Si的高铜硫化物黄铜1.5ZnS-H72-1.5、1.5ZnS-H76-1.5,合金显微组织为单一的α相,分布有数量较多的硫化物颗粒,颗粒尺寸较大(2-6um),形状为不规则的长条状,此种形态尺寸的硫化物颗粒起不到易切削相的作用,切屑呈连续的螺旋状,切削性能较差,而抗应力腐蚀性能较好,合金1.5ZnS-H72-1.5的初始裂纹出现时间达到600min,合金1.5ZnS-H72-1.5在80MPa应力条件下24h未出现裂纹。