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铅黄铜以其优良的切削性、良好的机械性能和耐蚀性,被广泛应用于各领域。然而铅对人体健康和环境存在危害,为此有必要研究开发一种铅黄铜除铅新技术,促进铅黄铜废料的绿色回收循环再利用。本论文以FactSage软件模拟计算的结果做理论指导,实验研究Mg-Ca对废旧铅黄铜(3.7Wt.%的Pb)除铅效果的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及能谱分析(EDS)与X射线衍射分析(XRD)等检测手段对研究结果进行检测分析。对照分析模拟与实验结果得出以下研究结论:⑴理论分析及FactSage模拟计算表明:Mg-Ca合金能与铅黄铜中的铅形成高熔点低密度固体Ca-Pb化合物,在絮凝剂复合造渣作用下,可利用铅化物与基体合金的密度差,经上浮、扒渣去除,达到除铅目的。模拟得出:随着Mg-Ca添加量的增加,铅黄铜除铅率逐渐增加;随着保温温度的升高,除铅率逐渐降低,这与实际熔炼实验相符合。熔炼实验得出:850℃添加4Wt.%Mg-Ca的除铅效果最好,除铅率达67.3%;因此以4Wt.%Mg-Ca合金为添加量,经830、840、850、860、870℃保温,结果显示840℃保温除铅效果显著,除铅率达69.5%;综合实验得出添加4Wt.%Mg-Ca经840℃保温静置10min,合金的除铅率可达72.7%。⑵采用两次添加Mg-Ca(第一次加3Wt.%Mg-Ca,第二次添加1Wt.%Mg-Ca),合金的除铅率(77.3%)更高,相比单独一次添加4Wt.%Mg-Ca除铅(72.7%)效果更好。⑶Mg的锌当量为2,熔炼初期,随着Mg-Ca添加量的增加,合金β相随之增加。加入絮凝剂后保温,由于熔炼时间延长Zn烧损较大,合金变为α相明显增加,致使Cu含量增加,合金电导率随之增加。4Wt.%Mg-Ca经840℃保温合金除铅率高,电导率升至19.2%IACS,合金布氏硬度为HB162。由于Mg含量的增加,合金晶粒组织形状变得圆整,添加4Wt.%Mg-Ca时,晶粒形状因子最好,为0.79。⑷经化合物弹性常数计算,铅黄铜添加Mg-Ca形成的Ca-Pb化合物结构稳定;且Ca2Pb、Ca5Pb3、Mg2Pb为脆性化合物;CaPb、CaPb3、Cu2Mg为塑性化合物。除铅处理后,这些残余在合金中的金属化合物在切削过程中具有与游离铅相似的作用,从而实现铅黄铜的除铅及再生环保易切削黄铜。