一种耐蚀铜合金的制备工艺

摘要

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。

权利要求

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。

说明书

一种耐蚀铜合金的制备工艺

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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

[0006] 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。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

[0008] 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：Mn1.0-1.2％，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：

[0009] 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。

[0010] 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。

[0011] 3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃，轧制成管。

[0012] 4)进行再结晶退火，退火温度为800-820℃，保温3-5小时。

[0013] 5)然后进行拉拔，拉拔至最终产品规格。

[0014] 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。

[0015] 本发明的制备方法具有如下有益效果：

[0016] 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；

[0017] 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

[0018] 实施例一

[0019] 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：Mn1.0％，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：

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃，轧制成管。

[0023] 4)进行再结晶退火，退火温度为800℃，保温5小时。

[0024] 5)然后进行拉拔，拉拔至最终产品规格。

[0025] 6)最后进行光亮退火，退火温度为760℃，保温时间为6小时。

[0026] 实施例二

[0027] 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：Mn1.2％，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：

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 3)将步骤2)获得的管坯加热至850-900℃，轧制成管。

[0031] 4)进行再结晶退火，退火温度为820℃，保温3小时。

[0032] 5)然后进行拉拔，拉拔至最终产品规格。

[0033] 6)最后进行光亮退火，退火温度为780℃，保温时间为4小时。

[0034] 实施例三