[發(fā)明專利]一種海洋工程中用白銅管及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410018567.1
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103740976A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文君;劉剛;王瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 九星控股集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/03;B23P15/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及白銅合金領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋工程中用白銅管及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著海洋事業(yè)的發(fā)展和加強(qiáng)海軍建設(shè)的進(jìn)程，銅及銅合金冷凝管的需求量在快速增長。2011年國內(nèi)僅電力、船舶制造、海水淡化三個行業(yè)對高精度銅及銅鎳合金管材的需求量已達(dá)到6萬噸，國內(nèi)市場對高精度銅及銅合金管材的需求還將繼續(xù)增長，預(yù)計到2015年國內(nèi)需求量將超過10萬噸。

目前，艦船冷凝管材料主要采用BFe30-1-1和BF10-1-1。其中，BFe30-1-1鐵白銅為結(jié)構(gòu)銅鎳合金,有良好的力學(xué)性能，在海水、淡水和蒸氣中具有高的耐蝕性，但可切削性較差。BFe30-1-1鐵白銅用于造船業(yè)中在高溫、高壓、高速條件下工作的冷凝器和恒溫器。BFe10-1-1合金中的Fe和Mn的加入大大改進(jìn)了這種材料的抗浸蝕性能，在微鹽溶液中能接受的最高速度可達(dá)4m/s。該合金對清潔或有一定污染的海水及江灣水有很好的抗腐蝕性，被大量使用在電站、脫鹽、石化工廠等使用海水的熱交換器上。

銅鎳合金材料是制造海水管系的常用材料，但銅鎳合金材料壽命有限，需定期更換。與其他材料的冷凝管相比，鈦在所有濃度的硫化物中都不受腐蝕，在含硫化物的污染海水中具有良好的耐蝕性。同時，鈦在水速高達(dá)20m/s和含砂量高達(dá)40g/L的條件下，均具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。

現(xiàn)有銅合金冷凝管的生產(chǎn)，采用立式半連續(xù)工藝生產(chǎn)實心鑄錠，定尺鋸切為400～600mm長的短錠，將短錠加熱至800～1000℃（視合金種類不同而不同），在雙動擠壓機(jī)上進(jìn)行穿孔擠壓得到空心管坯。對管坯進(jìn)行定尺鋸切、矯直、酸洗后進(jìn)行皮爾格軋制。對軋制管坯需要裁切為4～6m的短管，隨后退火、酸洗、制頭、拉伸；如此反復(fù)3～5次，工藝流程長，生產(chǎn)道次多；擠壓加熱、反復(fù)退火，能耗極高；擠壓工序工裝損耗大、成本高；酸洗工序金屬損耗大。特別是制品品質(zhì)低，無法生產(chǎn)超長銅合金冷凝管。因此，需要尋求一種具有低成本，減少金屬損失，同時具有良好耐腐蝕性能的環(huán)境友好型新工藝。

傳統(tǒng)工藝一般采用：熔鑄→鋸切→擠壓（玻璃墊潤滑）→鋸切→軋制→鋸切→退火→酸洗→直條拉伸→刃模扒皮→直條拉伸→定尺鋸切→退火的工藝方法。傳統(tǒng)方法工藝流程長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，由于有酸洗、玻璃墊潤滑等工序，對設(shè)備及環(huán)境污染嚴(yán)重。

而傳統(tǒng)的銅鎳合金管材的工藝具有流程長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，對環(huán)境和設(shè)備污染嚴(yán)重等諸多弊端。因此，需要尋求一種具有低成本，減少金屬損失，同時具有良好耐腐蝕性能的環(huán)境友好型新工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種海洋工程中用白銅管及其制備方法，使其具有較強(qiáng)的海水耐腐蝕性能；同時，又解決傳統(tǒng)的銅鎳合金材料壽命有限，由于塑性低難以適應(yīng)盤管拉伸生產(chǎn)方式等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種海洋工程中用白銅管，按重量百分比計，其化學(xué)成分及含量如下：

鎳Ni：22.0～24.0；鋅Zn：2.0～4.0；鈷Co：2.0～4.0；錳Mn：1.0～3.0；鐵Fe：1.0～2.0；鋁Al：1.0～2.0；錫Sn：0.3～0.5；鈦Ti：0.1～0.3；硼B(yǎng)：0.005～0.01；稀土元素RE：0.05～0.15；銅Cu：余量。

所述的稀土元素RE為鑭元素和/或鈰元素。

所述的海洋工程中用白銅管的制備方法，包括熔煉方法和加工方法，所述的熔煉方法如下：

首先，將銅原料投入到工頻感應(yīng)電爐中，木炭覆蓋劑覆蓋；然后，將爐溫升到1350℃～1400℃，待爐料全部融化后加入鐵、鈷、鎳、鈦，再依次添加中間合金：鋁銅、錳銅、鋅銅、錫銅，出爐前5～15分鐘加入中間合金：硼銅以及Cu-10wt%RE；最后，進(jìn)行成分調(diào)整，將銅合金熔融金屬注入到結(jié)晶器中制備白銅管坯。

所述的加工方法為對白銅管坯進(jìn)行盤管拉伸生產(chǎn)。

所述的盤管拉伸生產(chǎn)如下：

水平連鑄→管坯銑面→三輥行星軋制→三連拉拔機(jī)組直拉→倒立盤拉→精整復(fù)繞→退火→成品檢驗。

所述的退火處理：在700℃～750℃下保溫1～2小時，隨爐冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：

1、本發(fā)明海洋工程中用白銅管及其制備方法，可以實現(xiàn)抗海水及沖刷腐蝕、抗海洋生物腐蝕、優(yōu)異的力學(xué)性能和傳導(dǎo)性，并且易于獲取，成本適中。