一种耐盐水腐蚀的铜合金及制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铜合金领域，尤其设及一种耐盐水腐蚀的铜合金及制备工艺。
【背景技术】
[0002] 铜及其合金由于具有较好的耐盐水腐蚀性能，被广泛应用于海洋设备及滨海电厂 的冷凝管及交换器、海水淡化设备的管道等。但实际应用中，由于海水冲刷、微生物及残余 应力的存在，往往使铜及铜合金部件在较短时间内因腐蚀而失效。目前在海水环境使用的 铜合金主要是侣黄铜、锡黄铜、铁白铜和镶白铜等。其中侣黄铜和锡黄铜力学性能较差，而 且存在严重的脱合金腐蚀；铁白铜和镶白铜硬度高，加工成器件的难度大，导致生产成本较 局。
[0003] 申请号201210305708. 9的中国专利文献提到了一种耐蚀铜合金，在侣黄铜基础 上加入了轨和混合稀±铜、锦，该合金中含有一定量的锋，不可避免的存在脱锋腐蚀，而且 轨属于战略元素，价格昂贵，稀±铜、锦是化学性质非常活泼的2种稀±元素，在合金烙炼 过程中烧损率较高，很难得到稳定成分的合金。申请号201210471075. 9的中国专利文献提 到了一种铜合金，该合金中含有一些电极电位比铜低的合金元素侣、锋、锡等，在腐蚀介质 中不可避免的存在着微电偶腐蚀，提高了腐蚀速度，限制了其应用。
【发明内容】
[0004] 针对现有铜合金材料存在的缺陷，本发明的目的是提供一种耐盐水腐蚀性能优良 并具有良好加工性能的铜合金及制备工艺。
[0005] 本发明提供的耐盐水腐蚀的铜合金，其成分按按重量百分数计，包括磯 0.01-0. 05%，锭0.001-0. 1%，杂质含量小于1%，余量为铜。
[0006] 上述铜合金的制备工艺，包括如下步骤：
[0007] ①烙化电解铜，木炭覆盖，隔绝空气；
[000引②加入铜磯中间合金，进行预脱氧；
[0009] ⑨加入铜锭中间合金，电磁揽拌；
[0010] ④诱铸到预热过的铁模中，得到铜合金铸锭。
[0011] 所述步骤①中，电解铜中铜含量在99. 90-99. 99%，烙化温度在1100-1250°c，木 炭在加入前需要在300-600°C预热0. 5-1小时。
[0012] 所述步骤②中，铜磯中间合金中磯含量在10-15%。
[0013] 所述步骤⑨中，铜锭中间合金中锭含量在8-12%，电磁揽拌10-20分钟。
[0014] 所述步骤④中，铁模在诱铸前需经200-400°C预热0. 5-1小时，铜液在诱铸前要静 置20-40分钟。
[0015] 本发明的铜合金具有较高的耐盐水腐蚀性能，高的硬度和耐磨性能，高的抗拉强 度和延伸率及良好的加工性能。
[0016] 本发明设及一种耐盐水腐蚀的铜合金及制备工艺，尤其设及应用在海水淡化领域 的铜材。该合金成分按重量百分数计，包括磯0. 01-0. 05%，锭0. 001-0. 1%，杂质含量小于 1 %，余量为铜。该合金制备工艺的具体步骤如下；①烙化电解铜，木炭覆盖，隔绝空气；② 加入铜磯中间合金，进行预脱氧；⑨加入铜锭中间合金，电磁揽拌；④诱铸到预热过的铁模 中，得到铜合金铸锭。该合金在3. 5%氯化钢溶液中的腐蚀速率明显下降，在盐水中的耐腐 蚀性能较纯铜提高20-50%。
[0017] 本发明中木炭覆盖的目的是为了隔绝空气，防止铜烙体吸氧。加磯的目的一方面 是预脱氧，另一方面可W改善合金的流动性和焊接性。加锭的目的是为了深度脱氧、除硫及 一些金属杂质，还能改变铜中夹杂物的形貌，减少加工过程中的应力集中，改善合金的耐盐 水腐蚀性能。磯、锭都W中间合金的方式加入是为了降低磯、锭的烧损率，增大其在铜中的 吸收率。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的铜合金在3. 5%化C1溶液中的电化学腐蚀形貌图。图中腐蚀表面 光滑平整，没有出现明显的点蚀及其它腐蚀情况，该说明本发明的铜合金具有良好的耐盐 水腐蚀性能。
[0019] 图2为铸态纯铜在3. 5%化C1溶液中的电化学腐蚀形貌图。图中出现了许多大小 不等且具有一定深度的点蚀坑，点蚀坑的出现加速了纯铜在3. 5%化C1溶液中的腐蚀，该 说明纯铜的耐盐水腐蚀性能较差。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明作详细描述，但保护范围不被此限制。
[0021] 实施例1 一种耐盐水腐蚀的铜合金的制备工艺，步骤是：
[002引 @在11501：烙化9.931^径铜含量为99.92%的电解铜，用经4001：烘干0.5小时的 木炭覆盖，隔绝空气；
[0023] ②加入磯含量12%的铜磯中间合金22克，进行预脱氧；
[0024] ⑨加入锭含量在10%的铜锭中间合金36克，电磁揽拌12分钟；
[0025] ④铜液静置25分钟后，诱铸到经300°C预热0. 5小时的铁模中，得到铜合金铸锭。
[0026] 该铜合金的性能指标见表1。
[0027] 实施例2 -种耐盐水腐蚀的铜合金的制备工艺，步骤是；
[002引 @在11801：烙化10.051^肖铜含量为99.95%的电解铜，用经4501：烘干0.7小时的 木炭覆盖，隔绝空气；
[0029] ②加入磯含量14%的铜磯中间合金30克，进行预脱氧；
[0030] ⑨加入锭含量在9%的铜锭中间合金51克，电磁揽拌15分钟；
[0031] ④铜液静置30分钟后，诱铸到经350°C预热0. 8小时的铁模中，得到铜合金铸锭。
[0032] 该铜合金的性能指标见表1。
[0033] 实施例3 -种耐盐水腐蚀的铜合金的制备工艺，步骤是：
[0034] @在12101：烙化10.261^肖铜含量为99.97%的电解铜，用经5001：烘干1小时的木 炭覆盖，隔绝空气；
[0035] ②加入磯含量13%的铜磯中间合金38克，进行预脱氧；
[0036] ⑨加入锭含量在11%的铜锭中间合金77克，电磁揽拌18分钟；
[0037] ④铜液静置35分钟后，诱铸到经40(TC预热1小时的铁模中，得到铜合金铸锭。 [003引该铜合金的性能指标见表1。
[0039] 本发明所得一种耐盐水腐蚀的铜合金，按重量百分数计，包括磯0. 01-0. 05%，锭 0.01-0. 1%，杂质含量小于0.5%，余量为铜。
[0040] 表 1
[0041]
【主权项】
1. 一种耐盐水腐蚀的铜合金，其特征在于，按重量百分数计，包括磷0.Ol-o. 05%，钇 0. 001-0. 1%，杂质含量小于1%，余量为铜。
2. 根据权利要求1所述的铜合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤： ① 熔化电解铜，木炭覆盖，隔绝空气； ② 加入铜磷中间合金，进行预脱氧； ③ 加入铜钇中间合金，电磁搅拌； ④ 浇铸到预热过的铁模中，得到铜合金铸锭。
3. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤①中，电解铜中铜含量在 99. 90-99. 99%。
4. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤①中，木炭需要在300-600°C 预热0. 5-1小时。
5. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤①中，电解铜的熔化温度在 1100-1250。。。
6. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤②中，铜磷中间合金中磷含量 在 10-15%。
7. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤③中，铜钇中间合金中钇含量 在 8-12%〇
8. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤③中，电磁搅拌10-20分钟。
9. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤④中，铁模在浇铸前需经 200-400°C预热 0. 5-1 小时。
10. 根据权利要求书2所述的制备工艺，其特征在于，步骤④中，铜液在浇铸前要静置 20-40分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种耐盐水腐蚀的铜合金及制备工艺，尤其涉及应用在海水淡化领域的铜材。该合金成分按重量百分数计，包括磷0.01-0.05％，钇0.001-0.1％，杂质含量小于1％，余量为铜。该合金制备工艺的具体步骤如下：①熔化电解铜，木炭覆盖，隔绝空气；②加入铜磷中间合金，进行预脱氧；③加入铜钇中间合金，电磁搅拌；④浇铸到预热过的铁模中，得到铜合金铸锭。该合金在3.5％氯化钠溶液中的腐蚀速率明显下降，在盐水中的耐腐蚀性能较纯铜提高20-50％。
【IPC分类】C22C9-00, C22C1-03
【公开号】CN104775050
【申请号】CN201510153376
【发明人】李海红, 王广振, 赵秦亿, 孙学勤, 张尚洲
【申请人】烟台大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月31日