CN102776409B - 一种耐蚀铜合金的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐蚀铜合金的制备工艺,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.0-1.2%,Si 0.5-0.7%,Fe 0.05-0.15%,Mg 0.8-1.2%,Zn 2-4%,Al 11-13%,Ti 1.2-1.4%,Sc 0.3-0.5%,Ni 5.5-6.5%,复合稀土0.2-0.3%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为30-50%,余量为Cu。所述制备工艺包括如下步骤:1)熔炼、精炼并浇铸成棒材。2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯。3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管。4)进行再结晶退火,退火温度为800-820℃,保温3-5小时。5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格。6)最后进行光亮退火,退火温度为760-780℃,保温时间为4-6小时。

Description

一种耐蚀铜合金的制备工艺
技术领域
本发明涉及铜合金技术领域,特别涉及一种耐蚀铜合金的制备工艺。
背景技术
目前在海水环境中使用的管束材料主要有铝黄铜(典型代表是:C68700,其成分为76~79wt%Cu,1.8~2.5wt%Al,余量为Zn),锡黄铜(典型代表是:C44300,其成分为70~73wt%Cu,0.8~1.2wt%Sn,0.06wt%Fe,0.02~0.06As,余量为Zn),镍白铜(典型代表是:C70600,其成分为9.0~11wt%Ni,1.0~1.8wt%Fe,1.0wt%Mn,1.0wt%Zn,余量为Cu;C71500,其成分为29~33wt%Ni,0.4~0.7wt%Fe,1.0wt%Mn,1.0wt%Zn,余量为Cu),不锈钢(典型代表是1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、00Cr19Ni10和00Cr18Ni12Mo2)和钛合金(典型代表是TA2)等。
上述管束材料在海水腐蚀环境中使用的局限和不足是:铝黄铜和锡黄铜存在强度偏低、脱合金成分腐蚀(脱锌、脱铝)和冲刷腐蚀严重等不足;镍白铜存在成本高、加工较为困难等缺陷;钛合金和不锈钢存在成本较高、海洋生物污染严重等问题。
申请号为CN200610039282.1、名称为“耐腐蚀性能优良的热交换器用无缝铜合金管及其制备方法”的专利中提供了一种热交换器用无缝铜合金管,在砷锡黄铜的基础上,又加入了硼、镍、锰等元素,来提高管材的耐腐蚀能力,但铜镍合金易产生电化学腐蚀,而且锡黄铜一直存在耐冲刷腐蚀能力差的问题,限制了海水淡化装置只能流速较低的条件下使用。
又如申请号为CN200710106263.0的专利中提供了一种铝青铜合金管、棒的生产工艺,含有铜、铝、镍、铁的合金铸锭最后进挤压成型,该合金经实际使用耐腐蚀性能也不甚优异,并且该铜合金不能拉制成管材,限制了其应用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种耐蚀铜合金的制备工艺,通过该工艺制备的铜合金耐海水腐蚀及冲刷性能、高耐磨性、高强度,且加工性能好。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种耐蚀铜合金的制备工艺,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.0-1.2%,Si 0.5-0.7%,Fe 0.05-0.15%,Mg 0.8-1.2%,Zn 2-4%,Al11-13%,Ti 1.2-1.4%,Sc 0.3-0.5%,Ni 5.5-6.5%,复合稀土0.2-0.3%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为30-50%,余量为Cu。所述制备工艺包括如下步骤:
1)选择电解铜、纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、其余元素选择与铜的中间合金,,按照上述成分进行配比,除铝和镁外其余原料先进行熔炼,待其全部熔化后加入纯铝锭、纯镁锭精炼,精炼温度为1170-1190℃,精炼20-30分钟后浇铸成棒材。
2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯。
3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管。
4)进行再结晶退火,退火温度为800-820℃,保温3-5小时。
5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格。
6)最后进行光亮退火,退火温度为760-780℃,保温时间为4-6小时。
本发明的制备方法具有如下有益效果:
1)在大量正交试验的基础上,采用多元合金元素,使得这些元素达到协同技术效果,提高合金的耐蚀性能以及力学性能;通过添加稀土元素,提高合金的综合性能;
2)针对所设计的合金元素组份,改进制备工艺,控制精炼温度和时间,使得元素的含量保持预定配比,并且使得熔液纯净;调整挤压、轧制、再结晶退火和光亮退火的温度,上述实际使用的温度都是在考虑合金成分的基础上,经过大量实验之后确定出来的,经过这样连续的处理后,保证了合金的微观组织,进而决定了其具有合适的性能。
具体实施方式
实施例一
一种耐蚀铜合金的制备工艺,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.0%,Si 0.7%,Fe 0.05%,Mg 1.2%,Zn 2%,Al 13%,Ti1.2%,Sc 0.5%,Ni 5.5%,复合稀土0.3%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为30%,余量为Cu。所述制备工艺包括如下步骤:
1)选择电解铜、纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、其余元素选择与铜的中间合金,按照上述成分进行配比,除铝和镁外其余原料先进行熔炼,待其全部熔化后加入纯铝锭、纯镁锭精炼,精炼温度为1170℃,精炼30分钟后浇铸成棒材。
2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯。
3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管。
4)进行再结晶退火,退火温度为800℃,保温5小时。
5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格。
6)最后进行光亮退火,退火温度为760℃,保温时间为6小时。
实施例二
一种耐蚀铜合金的制备工艺,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.2%,Si 0.5%,Fe 0.15%,Mg 0.8%,Zn 4%,Al 11%,Ti 1.4%,Sc 0.3%,Ni 6.5%,复合稀土0.2%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为50%,余量为Cu。所述制备工艺包括如下步骤:
1)选择电解铜、纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、其余元素选择与铜的中间合金,按照上述成分进行配比,除铝和镁外其余原料先进行熔炼,待其全部熔化后加入纯铝锭、纯镁锭精炼,精炼温度为1190℃,精炼20分钟后浇铸成棒材。
2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯。
3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管。
4)进行再结晶退火,退火温度为820℃,保温3小时。
5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格。
6)最后进行光亮退火,退火温度为780℃,保温时间为4小时。
实施例三
一种耐蚀铜合金的制备工艺,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.1%,Si 0.6%,Fe 0.010%,Mg 1.0%,Zn 3%,Al 12%,Ti 1.3%,Sc0.4%,Ni 6.0%,复合稀土0.25%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为40%,余量为Cu。所述制备工艺包括如下步骤:
1)选择电解铜、纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、其余元素选择与铜的中间合金,按照上述成分进行配比,除铝和镁外其余原料先进行熔炼,待其全部熔化后加入纯铝锭、纯镁锭精炼,精炼温度为1180℃,精炼25分钟后浇铸成棒材。
2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯。
3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管。
4)进行再结晶退火,退火温度为810℃,保温4小时。
5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格。
6)最后进行光亮退火,退火温度为770℃,保温时间为5小时。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种耐蚀铜合金的制备工艺,其特征在于,该铜合金以重量百分数计由下列组份组成:Mn 1.0-1.2%,Si 0.5-0.7%,Fe 0.05-0.15%,Mg 0.8-1.2%,Zn 2-4%,Al 11-13%,Ti 1.2-1.4%,Sc 0.3-0.5%,Ni 5.5-6.5%,混合稀土0.2-0.3%,其中混合稀土为La、Ce混合稀土元素,Ce的百分比为30-50%,余量为Cu;所述制备工艺包括如下步骤:
1)选择电解铜、纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、其余元素选择与铜的中间合金,按照上述成分进行配比,除铝和镁外其余原料先进行熔炼,待其全部熔化后加入纯铝锭、纯镁锭精炼,精炼温度为1170-1190℃,精炼20-30分钟后浇铸成棒材;
2)将步骤1)所获得的棒材加热到温度870-920℃;然后热挤压成管坯;
3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃,轧制成管;
4)进行再结晶退火,退火温度为800-820℃,保温3-5小时;
5)然后进行拉拔,拉拔至最终产品规格;
6)最后进行光亮退火,退火温度为760-780℃,保温时间为4-6小时。
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