一种耐蚀耐磨多元镍黄铜合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种耐蚀耐磨多元儀黄铜合金及其制备和加工方法，属于有色金属加 工领域。
【背景技术】
[0002] 铜合金因其具有良好的导电、导热及散热性能，作为功能材料已得到非常广泛的 应用，但随着市场领域的不断发展，正逐步扩展铜基合金材料的应用领域，如耐蚀、耐磨或 防伪合金材料，尤其是作为耐蚀耐磨合金材料的应用领域正逐步凸显，r然已成为铜基材 料新的市场领域。
[0003] 近几年来，我国在海洋运输、海洋资源利用W及沿岸、离岸工程建设等方面取得了 巨大进展，与之相关的海洋工程材料产业起到了关键的支撑作用。设及舰船、海洋平台、油 气管线W及离岸建筑等领域使用的有色金属及其复合材料，国内产品仍W传统产品为主， 技术含量偏低，附加值低，仍处于低端市场，高性能材料仍大量依赖进口；同时随着往海洋 资源开发由近及远、由浅入深的逐步深入，对海洋作业的工器具提出了更高的要求，尤其是 对与此相配套的船舶用零件，蒸汽及水管等铜基零部件的综合性能提出了更高的要求。因 此加快海洋工程用耐腐蚀材料的基础材料研发将具有非常重要的意义。
[0004] HNi65-5合金作为耐蚀铜基合金，常用于制作船舶用零件，蒸汽及水管等铜基零部 件，而HNi65-5合金中"锋"当量系数为25. 7%，其锋含量仍较高，致使其抗脱锋腐蚀及应力 腐蚀能力仍较弱，故合金特性只能满足浅海领域；此外其耐磨损特性低，难W满足进一步的 使用需求，但随着海洋开发朝着深海方向进军，对耐腐蚀及耐磨损特性提出了更加苛刻的 要求，因而需研发新型的耐蚀耐磨铜基合金材料来满足海洋工程装备的发展需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的是弥补现有铜合金综合性能上的不足，在常规儀黄铜合金的基 础上，保持Ni含量不变的同时降低化含量，并添加少量的A1、Μη等合金元素W及由Co、B 和InΞ种元素组成的复合变质剂，对合金成分和内部组织结构进行改善，提高合金的综合 性能，W期得到一种耐蚀耐磨的多元儀黄铜合金。
[0006] 为了达到上述目的，本发明是运样实现的：
[0007] -种耐蚀耐磨的多元儀黄铜合金，它含有如下重量百分数的化学成分：化 74. 0 ~76. 0，Ni4. 75 ~5.25%，A1 0.2 ~0.4%，Μη0.6 ~0.9%，其余为化。
[0008] 进一步的，该合金还含有Β、Co和In,重量百分数分别为Β0.005~0.01%，Co0. 012 ~0. 05%，In0. 003 ~0. 01 %，总含量 0. 02 ~0. 06%。
[0009] 所添加元素的作用：
[0010] 儀与铜形成连续固溶体，其锋当量为负值，明显地扩大α相区，提高合金在大气 及海水中的耐蚀性，对脱锋及应力腐蚀起到稳定作用。儀元素还能细化晶粒，提高合金强 度。此外儀元素的加入还能提高合金的耐热溫度。为避免贵金属元素的过量使用，黄铜合 金中儀元素的含量《6%，优选为4. 75~5. 25%。
[0011] 侣的锋当量很高，加入侣元素能显著缩小α相区、提高合金的强度。侣在合金表 面的离子化倾向比锋大，能优先与腐蚀介质中的氧结合生成坚硬致密的氧化物薄膜，从而 提高黄铜合金在海水中的耐蚀性，同时儀侣形成一种高强耐磨相，有效的提高材料循环塑 性变形抗力，使得合金材料的耐磨特性得到提高。在黄铜中添加过量的侣会使组织粗大，一 般侣含量< 1%，因此优选侣的含量为0.2~0.4%。
[0012] 儘能大量固溶于铜基中，起到固溶强化的作用，并且儘元素能显著提高黄铜在海 水、氯化物和过热蒸汽中的耐蚀性，同时儘元素本身即为强化耐磨相，尤其是与棚、钻、铜元 素的共同作用，形成一种耐磨损质点，使得材料的耐磨损特性得到大幅度改善。
[0013] 棚、铜、钻元素的加入可W细化晶粒，提高合金的强度、硬度及塑性，但棚含量 > 0. 1%时材料塑性下降，铜和钻的添加均可W使合金具有特殊的金属光泽，Ξ种元素的共 同加入可W有效提高合金的抗脱锋腐蚀和应力腐蚀特性，使材料具有良好的耐腐蚀性能， Ξ种元素的共同作用要优于添加其中一种或两种元素。
[0014] 本发明还提供了上述耐蚀耐磨的多元儀黄铜合金的制备和加工方法。
[0015] 一种耐蚀耐磨的多元儀黄铜合金的制备和加工方法，包括W下工艺流程：a.按照 重量百分比进行配料、投料、烙炼及铸造；b锐面；C.初社（一次冷社）；d.切边；e. -次中 间退火；f.酸洗；g.中社（二次冷社）也二次中间退火；i.酸洗；j.精社；k.低溫退火； 1.酸洗；m.拉弯矫直；η.分剪入库。
[0016] 步骤a中，采用非真空感应电炉进行烙炼，合金的加入顺序为：先加入铜（化)，烙 化后，再加入纯侣（A1)、儀（Ni)、铜儘合金（化-Μη),再加入锋狂n)，待全部融化后加入铜 棚（化-B)合金、纯铜（In)、铜钻合金（化-Co),成分化验合格后加入0.5%。憐铜合金（化-P) 脱氧，使用般烧木炭覆盖；所述烙炼的溫度为1200~1250°C，铸造溫度控制在1130~ 118(TC。
[0017] 步骤b中，将水平连铸铸巧进行锐面处理，上下锐面量约0. 6mm，主要去除表层氧 化皮及细小凹坑缺陷。
[0018] 步骤C中，将锐面后的锭巧进行冷社开巧，初社开巧的总变形量为75~85%。
[0019] 步骤e中，将切边后的冷社带材放置在钟罩式退火炉中进行中间退火，一次中间 退火热处理的溫度为450~550°C，保溫时间为4~化。
[0020] 步骤g中，将酸洗后的带材进行中社，所述中社的总变形量为50~70%。
[0021] 步骤h中，将中社后的带材进行二次中间退火处理，二次中间退火处理溫度为 400~500°C，保溫时间为4~化。
[0022] 步骤j中，将酸洗后的带材进行精社，所述精社的总变形量为30~50%。
[0023] 步骤k中，将精社后的带材放置在钟罩式退火中进行低溫退火，低溫退火溫度为 200~250°C，退火时间为2~地。
[0024] 本发明的优点在于：与其他儀黄铜合金相比，本发明的耐蚀耐磨儀黄铜合金在强 度、耐蚀、耐磨等特性方面均表现优异，且具有良好的冷热加工特性。本发明通过在材料中 添加B、In、Co元素，有效的提高了材料的耐腐蚀、耐磨损性能，且该合金具有独特的金属光 泽。该合金材料的制备过程比较简单，工艺流程短，解决了烙炼铸造过程中的氧化吸气而导 致铸锭内部存在大量气孔及加工过程中边部易开裂等问题。
[00幼本发明的耐腐蚀耐磨损儀黄铜合金的抗拉强度σb可达到500-700MPa，维氏硬度HV150-185,在模拟海水试验中腐蚀速率为0. 012-0. 015mm/a，质量磨损量为0. 65-0. 8mg。 该铜合金具有较高的强度、耐磨损和耐腐蚀性，可W广泛的应用于船舶用零件，蒸汽及水管 等铜基零部件。
[0026] 下面通过【具体实施方式】对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围 的限制。
【具体实施方式】
[0027] 本发明中所述铜合金的制备及加工工艺为：a.按照重量百分比进行配料、投料、 烙炼及诱铸；b锐面；C. 一次冷社；d.切边；e. -次中间退火；f.酸洗；g.二次冷社也二 次中间退火；i.酸洗；j.精社；k.低溫退火；1.酸洗；m.拉弯矫直；η.分剪入库。
[0028] 本发明的合金采用W下原料烙炼：电解铜、工业纯儀、铜儘合金、纯侣、纯铜，铜棚 合金，铜钻合金，憐铜合金。
[0029] 实施例1
[0030] 合金的成分见表1的实施例1。
[0031] 1.烙炼：采用非真空感应电炉进行烙炼。合金的加入顺序为：先加入铜（化)，烙 化后，再加入纯侣（Α1)、儀（Ni)、铜儘合金（化-Μη)，再加入锋狂η)，待全部融化后加入铜棚 合金（化-Β)、纯铜（In)、铜钻合金（化-Co)，成分化验合格后加入0. 5%。憐铜（化-巧合金脱 氧，使用般烧木炭覆盖