[發(fā)明專利]一種高耐蝕銅合金及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711459281.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109971993A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng)松;劉冬梅;劉芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號(hào): C22C9/06
• 分類號(hào): C22C9/06;C22C1/02;C22F1/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發(fā)明涉及一種高耐蝕銅合金及其制備方法，屬于金屬材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。該銅合金的質(zhì)量百分比組成為：鎳：8?15％，鐵：1.0?2.0％，錳：0.2?1.0％，鋅：0.05％，余量為銅。制備步驟為：配料―熔鑄―熱擠壓―熱鍛―成品。本發(fā)明通過添加鐵、錳、鎳、鋅等元素，提高了合金在含硫海水中的耐蝕性性能，同時(shí)保證了合金具有良好的加工性能。本發(fā)明所制備的銅合金材料在3.5％Cl^?+0.5％S^2?條件下腐蝕速率小于10μm/a，遠(yuǎn)低于其他常用耐蝕銅合金材料，非常適用于海洋工程中大型耐蝕管材的制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高耐蝕銅合金及其制備方法，特別涉及一種在室溫3.5％Cl^-+0.5％S^2-條件下具有高耐蝕性能的銅合金及其制備方法，屬于金屬材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，高耐蝕銅合金普遍用于包覆船殼、船舵、海水淡化管路、消防水管路、壓縮空氣管路、蒸氣船的副冷凝器冷凝管、滑油冷卻管路、冷凍裝置和海水淡化裝置用熱交換管等，廣泛應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域。國外對(duì)于海洋環(huán)境應(yīng)用的耐蝕銅合金的研究由來已久，已經(jīng)研制出多種高耐蝕銅合金管材。

目前，隨著海洋工程的發(fā)展和大型船舶的制造要求，對(duì)海洋工程使用的耐蝕銅合金的耐蝕性，特別是在含有硫離子的海水中的耐蝕性能提出了越來越高的要求。根據(jù)國外最新資料以及國內(nèi)近期的研究發(fā)現(xiàn)，在銅鎳合金中加入多種合金元素，可以有效提高合金的耐腐蝕性能。例如在銅鎳合金中加入Fe，可以提高銅鎳合金的抗蝕性能與力學(xué)性能，特別能大幅度提高銅鎳合金抗海水沖擊腐蝕的能力，加入Mn，能夠起到沉淀硬化作用，可提高銅鎳合金的強(qiáng)度、抗蝕性與彈性，還能提高銅鎳合金抗腐蝕能力。

近年來，高耐蝕銅鎳合金被越來越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，根據(jù)國外書籍資料報(bào)道，高耐蝕銅鎳合金在含3.5％Cl^-+0.5％S^2-海水的腐蝕速率能夠達(dá)到10μm/a以下，而國內(nèi)銅鎳合金的耐蝕性能尚未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。因此，研發(fā)出一種在含硫海水中具有優(yōu)異耐蝕性能的銅鎳合金材料，使之應(yīng)用于海洋工程產(chǎn)品的制造，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備使用壽命都有著重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)問題是提供一種具有高耐腐蝕性能銅合金、尤其是在含有硫離子腐蝕下的銅合金，用于海洋工程等行業(yè)的耐腐蝕領(lǐng)域。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)問題是提供一種具有高耐腐蝕性能銅合金、尤其是在含有硫離子腐蝕下的銅合金的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高耐腐蝕性能銅合金，其質(zhì)量百分比組成為：鎳：8-15％，鐵：1.0-2.0％，錳：0.2-1.0％，鋅：0.05％，余量為銅。

優(yōu)選的，上述銅合金的質(zhì)量百分比組成為：鎳：10-12％，鐵：1.5-1.8％，錳：0.5-1.0％，鋅：0.05％，余量為銅。

其中，不可避免的雜質(zhì)的質(zhì)量百分比≤0.2％。

本發(fā)明中，鎳屬于無限固溶合金化元素，一方面提高銅合金力學(xué)性能，另一方面提高銅合金耐腐蝕性能；鐵元素是提高銅合金力學(xué)性能的強(qiáng)化元素；錳元素提高銅合金的疲勞性能；鋅是銅合金固溶強(qiáng)化元素。

本發(fā)明高耐腐蝕性能銅合金的制備方法，主要包括坯料熔鑄、熱擠壓工藝和熱鍛壓工藝，具體步驟包括：按合金成分配料，采用中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，熔煉完成后，澆注成鑄錠；將鑄錠去皮后，進(jìn)行熱擠壓，擠壓成銅棒；將銅棒進(jìn)行3-4次鍛造變形，每次鍛造后將坯料翻轉(zhuǎn)90°，最后空冷至室溫，制成成品。