一種耐鹽水腐蝕的銅合金及制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于銅合金領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種耐鹽水腐蝕的銅合金及制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅及其合金由于具有較好的耐鹽水腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于海洋設(shè)備及濱海電廠 的冷凝管及交換器、海水淡化設(shè)備的管道等。但實(shí)際應(yīng)用中，由于海水沖刷、微生物及殘余 應(yīng)力的存在，往往使銅及銅合金部件在較短時(shí)間內(nèi)因腐蝕而失效。目前在海水環(huán)境使用的 銅合金主要是侶黃銅、錫黃銅、鐵白銅和鑲白銅等。其中侶黃銅和錫黃銅力學(xué)性能較差，而 且存在嚴(yán)重的脫合金腐蝕；鐵白銅和鑲白銅硬度高，加工成器件的難度大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較 局。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)?01210305708. 9的中國(guó)專利文獻(xiàn)提到了一種耐蝕銅合金，在侶黃銅基礎(chǔ) 上加入了軌和混合稀±銅、錦，該合金中含有一定量的鋒，不可避免的存在脫鋒腐蝕，而且 軌屬于戰(zhàn)略元素，價(jià)格昂貴，稀±銅、錦是化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷?種稀±元素，在合金烙煉 過(guò)程中燒損率較高，很難得到穩(wěn)定成分的合金。申請(qǐng)?zhí)?01210471075. 9的中國(guó)專利文獻(xiàn)提 到了一種銅合金，該合金中含有一些電極電位比銅低的合金元素侶、鋒、錫等，在腐蝕介質(zhì) 中不可避免的存在著微電偶腐蝕，提高了腐蝕速度，限制了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有銅合金材料存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐鹽水腐蝕性能優(yōu)良 并具有良好加工性能的銅合金及制備工藝。
[0005] 本發(fā)明提供的耐鹽水腐蝕的銅合金，其成分按按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括磯 0.01-0. 05%，錠0.001-0. 1%，雜質(zhì)含量小于1%，余量為銅。
[0006] 上述銅合金的制備工藝，包括如下步驟：
[0007] ①烙化電解銅，木炭覆蓋，隔絕空氣；
[000引②加入銅磯中間合金，進(jìn)行預(yù)脫氧；
[0009] ⑨加入銅錠中間合金，電磁攬拌；
[0010] ④誘鑄到預(yù)熱過(guò)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。
[0011] 所述步驟①中，電解銅中銅含量在99. 90-99. 99%，烙化溫度在1100-1250°c，木 炭在加入前需要在300-600°C預(yù)熱0. 5-1小時(shí)。
[0012] 所述步驟②中，銅磯中間合金中磯含量在10-15%。
[0013] 所述步驟⑨中，銅錠中間合金中錠含量在8-12%，電磁攬拌10-20分鐘。
[0014] 所述步驟④中，鐵模在誘鑄前需經(jīng)200-400°C預(yù)熱0. 5-1小時(shí)，銅液在誘鑄前要靜 置20-40分鐘。
[0015] 本發(fā)明的銅合金具有較高的耐鹽水腐蝕性能，高的硬度和耐磨性能，高的抗拉強(qiáng) 度和延伸率及良好的加工性能。
[0016] 本發(fā)明設(shè)及一種耐鹽水腐蝕的銅合金及制備工藝，尤其設(shè)及應(yīng)用在海水淡化領(lǐng)域 的銅材。該合金成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括磯0. 01-0. 05%，錠0. 001-0. 1%，雜質(zhì)含量小于 1 %，余量為銅。該合金制備工藝的具體步驟如下；①烙化電解銅，木炭覆蓋，隔絕空氣；② 加入銅磯中間合金，進(jìn)行預(yù)脫氧；⑨加入銅錠中間合金，電磁攬拌；④誘鑄到預(yù)熱過(guò)的鐵模 中，得到銅合金鑄錠。該合金在3. 5%氯化鋼溶液中的腐蝕速率明顯下降，在鹽水中的耐腐 蝕性能較純銅提高20-50%。
[0017] 本發(fā)明中木炭覆蓋的目的是為了隔絕空氣，防止銅烙體吸氧。加磯的目的一方面 是預(yù)脫氧，另一方面可W改善合金的流動(dòng)性和焊接性。加錠的目的是為了深度脫氧、除硫及 一些金屬雜質(zhì)，還能改變銅中夾雜物的形貌，減少加工過(guò)程中的應(yīng)力集中，改善合金的耐鹽 水腐蝕性能。磯、錠都W中間合金的方式加入是為了降低磯、錠的燒損率，增大其在銅中的 吸收率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的銅合金在3. 5%化C1溶液中的電化學(xué)腐蝕形貌圖。圖中腐蝕表面 光滑平整，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕及其它腐蝕情況，該說(shuō)明本發(fā)明的銅合金具有良好的耐鹽 水腐蝕性能。
[0019] 圖2為鑄態(tài)純銅在3. 5%化C1溶液中的電化學(xué)腐蝕形貌圖。圖中出現(xiàn)了許多大小 不等且具有一定深度的點(diǎn)蝕坑，點(diǎn)蝕坑的出現(xiàn)加速了純銅在3. 5%化C1溶液中的腐蝕，該 說(shuō)明純銅的耐鹽水腐蝕性能較差。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述，但保護(hù)范圍不被此限制。
[0021] 實(shí)施例1 一種耐鹽水腐蝕的銅合金的制備工藝，步驟是：
[002引 @在11501：烙化9.931^徑銅含量為99.92%的電解銅，用經(jīng)4001：烘干0.5小時(shí)的 木炭覆蓋，隔絕空氣；
[0023] ②加入磯含量12%的銅磯中間合金22克，進(jìn)行預(yù)脫氧；
[0024] ⑨加入錠含量在10%的銅錠中間合金36克，電磁攬拌12分鐘；
[0025] ④銅液靜置25分鐘后，誘鑄到經(jīng)300°C預(yù)熱0. 5小時(shí)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。
[0026] 該銅合金的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
[0027] 實(shí)施例2 -種耐鹽水腐蝕的銅合金的制備工藝，步驟是；
[002引 @在11801：烙化10.051^肖銅含量為99.95%的電解銅，用經(jīng)4501：烘干0.7小時(shí)的 木炭覆蓋，隔絕空氣；
[0029] ②加入磯含量14%的銅磯中間合金30克，進(jìn)行預(yù)脫氧；
[0030] ⑨加入錠含量在9%的銅錠中間合金51克，電磁攬拌15分鐘；
[0031] ④銅液靜置30分鐘后，誘鑄到經(jīng)350°C預(yù)熱0. 8小時(shí)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。
[0032] 該銅合金的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
[0033] 實(shí)施例3 -種耐鹽水腐蝕的銅合金的制備工藝，步驟是：
[0034] @在12101：烙化10.261^肖銅含量為99.97%的電解銅，用經(jīng)5001：烘干1小時(shí)的木 炭覆蓋，隔絕空氣；
[0035] ②加入磯含量13%的銅磯中間合金38克，進(jìn)行預(yù)脫氧；
[0036] ⑨加入錠含量在11%的銅錠中間合金77克，電磁攬拌18分鐘；
[0037] ④銅液靜置35分鐘后，誘鑄到經(jīng)40(TC預(yù)熱1小時(shí)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。 [003引該銅合金的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
[0039] 本發(fā)明所得一種耐鹽水腐蝕的銅合金，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括磯0. 01-0. 05%，錠 0.01-0. 1%，雜質(zhì)含量小于0.5%，余量為銅。
[0040] 表 1
[0041]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐鹽水腐蝕的銅合金，其特征在于，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括磷0.Ol-o. 05%，釔 0. 001-0. 1%，雜質(zhì)含量小于1%，余量為銅。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅合金的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟： ① 熔化電解銅，木炭覆蓋，隔絕空氣； ② 加入銅磷中間合金，進(jìn)行預(yù)脫氧； ③ 加入銅釔中間合金，電磁攪拌； ④ 澆鑄到預(yù)熱過(guò)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟①中，電解銅中銅含量在 99. 90-99. 99%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟①中，木炭需要在300-600°C 預(yù)熱0. 5-1小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟①中，電解銅的熔化溫度在 1100-1250。。。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟②中，銅磷中間合金中磷含量 在 10-15%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟③中，銅釔中間合金中釔含量 在 8-12%〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟③中，電磁攪拌10-20分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟④中，鐵模在澆鑄前需經(jīng) 200-400°C預(yù)熱 0. 5-1 小時(shí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的制備工藝，其特征在于，步驟④中，銅液在澆鑄前要靜置 20-40分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐鹽水腐蝕的銅合金及制備工藝，尤其涉及應(yīng)用在海水淡化領(lǐng)域的銅材。該合金成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括磷0.01-0.05％，釔0.001-0.1％，雜質(zhì)含量小于1％，余量為銅。該合金制備工藝的具體步驟如下：①熔化電解銅，木炭覆蓋，隔絕空氣；②加入銅磷中間合金，進(jìn)行預(yù)脫氧；③加入銅釔中間合金，電磁攪拌；④澆鑄到預(yù)熱過(guò)的鐵模中，得到銅合金鑄錠。該合金在3.5％氯化鈉溶液中的腐蝕速率明顯下降，在鹽水中的耐腐蝕性能較純銅提高20-50％。
【IPC分類】C22C9-00, C22C1-03
【公開號(hào)】CN104775050
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510153376
【發(fā)明人】李海紅, 王廣振, 趙秦億, 孫學(xué)勤, 張尚洲
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日