[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高耐蝕性Cu-Ni-Mn合金的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911396941.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN111004936B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒軍濤;石林;王宇軒;石浩;顏天寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué);佛山市川東磁電股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C1/06;C22C9/00;C22F1/08;C22F3/00;B21B1/16;B21B3/00;B21C23/22
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度高耐蝕性Cu?Ni?Mn合金的制備方法，具體按照如下步驟進(jìn)行：步驟1：采用真空感應(yīng)熔煉法制備Cu?Ni?Mn合金鑄錠；步驟2：對(duì)步驟1中Cu?Ni?Mn合金鑄錠進(jìn)行熱擠壓處理，然后對(duì)熱擠壓的Cu?Ni?Mn合金進(jìn)行室溫冷軋?zhí)幚恚徊襟E3：對(duì)步驟2中冷軋?zhí)幚砗蟮暮辖疬M(jìn)行電脈沖處理，得到高強(qiáng)度高耐蝕性的Cu?Ni?Mn合金。本發(fā)明制備的Cu?Ni?Mn合金兼顧了高強(qiáng)度和高耐蝕性能。不但組織均勻細(xì)小，且合金最高可同時(shí)擁有強(qiáng)度為1266.6MPa，腐蝕速率為0.053mm/year的優(yōu)良綜合性能，為后續(xù)工程應(yīng)用和科學(xué)研究都提供了重要的幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多元Cu合金后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度高耐蝕性Cu-Ni-Mn合金的制備方法。

背景技術(shù)

Cu-Ni-Mn合金是一種新型銅基彈性材料，是一種與鈹青銅類似的、具有強(qiáng)烈時(shí)效硬化特性的合金材料。Cu-Ni-Mn合金不但“無(wú)鈹毒”，并且與鈹青銅合金相比，還具有強(qiáng)度高、硬度大、彈性好、高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)；也有著耐蝕性好以及特殊的電性能，是船舶制造、海底管道、石油化工、熱雙金屬制備等領(lǐng)域中不可缺少的重要材料。我國(guó)在海底輸油管道和船舶制造中使用的Cu-Ni-Mn合金雖然具有良好的耐蝕性但是強(qiáng)度只有300MPa左右，低的強(qiáng)度導(dǎo)致其在工作時(shí)易受外力作用而發(fā)生變形甚至斷裂，因此，目前往往通過(guò)時(shí)效強(qiáng)化和加工硬化的手段來(lái)提高Cu-Ni-Mn合金的強(qiáng)度。但是，Cu-Ni-Mn合金在時(shí)效過(guò)程中，Mn、Ni原子會(huì)從α-Cu基體中脫溶并以θ-MnNi相的形式沉淀，雖然其顯著提高了Cu-Ni-Mn合金的強(qiáng)度，但是嚴(yán)重降低了Cu-Ni-Mn合金的耐蝕性能；加工硬化會(huì)使Cu-Ni-Mn合金組織中產(chǎn)生大量的位錯(cuò)、孿晶等缺陷，其也有利于提高合金的強(qiáng)度，但是由于位錯(cuò)、孿晶等缺陷使合金晶粒能量顯著提高，加劇了腐蝕的傾向性與腐蝕速率，因此，Cu-Ni-Mn合金的強(qiáng)度和耐蝕性往往此消彼長(zhǎng)、相互制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度高耐蝕性Cu-Ni-Mn合金的制備方法，解決了現(xiàn)有的后處理方式下，Cu-Ni-Mn合金無(wú)法兼顧高強(qiáng)度和高耐蝕性能的問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，

一種高強(qiáng)度高耐蝕性Cu-Ni-Mn合金的制備方法，具體按照如下步驟進(jìn)行：

步驟1：采用真空感應(yīng)熔煉法制備Cu-Ni-Mn合金鑄錠；

步驟2：對(duì)步驟1中Cu-Ni-Mn合金鑄錠進(jìn)行熱擠壓處理，然后對(duì)熱擠壓的Cu-Ni-Mn合金進(jìn)行室溫冷軋?zhí)幚恚?/p>

步驟3：對(duì)步驟2中冷軋?zhí)幚砗蟮暮辖疬M(jìn)行電脈沖處理，得到高強(qiáng)度高耐蝕性的Cu-Ni-Mn合金。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1中，具體過(guò)程為：采用T2純銅，加入20％的電解鎳、20％的電解錳，熔煉溫度在1135～1165℃進(jìn)行，爐料完全熔化后保溫5～10min加變質(zhì)劑，加熱攪拌15～20min后再用水冷銅模澆注，得到Cu-Ni-Mn合金鑄錠。

步驟1中，所述變質(zhì)劑為硼粉。

步驟2中，熱擠壓處理的具體過(guò)程為：將Cu-Ni-Mn合金鑄錠包裹0.5～1mm厚的銅皮，并置于加熱溫度為940～960℃的氮?dú)饧訜釥t中進(jìn)行軟化處理，保溫時(shí)間為85～95min，保溫結(jié)束后放入預(yù)熱至395～405℃的擠壓筒中進(jìn)行熱擠壓處理，控制擠壓力不低于3500KN，擠壓速率為20～32mm/s，擠壓比為9:1，然后得到Cu-Ni-Mn合金試棒。

步驟2中，室溫冷軋?zhí)幚淼木唧w過(guò)程為：將熱擠壓處理后的Cu-Ni-Mn合金試棒進(jìn)行車削加工，然后利用立式冷軋機(jī)在室溫環(huán)境下對(duì)合金試棒進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚滠埛较蜓刂鵁釘D壓軸向方向進(jìn)行，形變過(guò)程每道次往復(fù)兩次保證合金各部分變形均勻一致。