专利名称：一种耐腐蚀铜锌铝合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金材料，尤其是一种耐腐蚀铜锌铝合金材料。
背景技术：
目前，海洋开发利用行业以及特殊行业是国民经济的朝阳产业，近年来随着国家安全及经济发展需要，加大了对海洋等的开发力度。中国正在加大海洋的开发利用，并且随着我国综合国力的提升，对一些特殊行业也提出了更高要求。积极发展该类产业用新型高性能耐蚀铜合金材料已刻不容缓。铜锌铝黄铜合金作为一种耐蚀铜合金材料，广泛应用于制作大型海水淡化管材、 海洋养殖、地热利用以及一些特殊行业材料需求等，要求材料具有更高的耐腐蚀性能和其他综合性能，其材料的水平决定着行业的发展方向，随着相关产业的发展，高性能耐蚀铜合金材料的研制开发显得日益紧迫。目前所有的高性能耐蚀铜合金，主要以HA177-2合金、HSn70-l合金系以及白铜合金为主，其主要存在的问题是耐蚀性能差，加工工艺性能一般，特别是板带材生产，其加工工艺难度较大，且材料后续使用性能、耐多重腐蚀效果较差，无法满足一些特殊行业的需求，如海水养殖、地热利用等。鉴于上述原因，现有的高性能耐蚀铜合金需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀铜锌铝合金材料， 现制成铜锌铝黄铜合金管材、板带材，是以铜锌黄铜合金为基体，通过添加锌、铝、镍、硅、 硼、锰、稀土等元素，达到高耐磨、高耐蚀、耐高温、加工性能良好的目的，满足海洋开发利用行业、换热以及其他特殊行业用材料的要求。本发明为了实现上述的目的，采用如下的技术方案一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜74% -78%，铝1.4% -2.8%，镍0.2% -1.0%、硅 0. 1%-1. 0%、硼0. 003% -0. 015%、锰0. 2% -0. 8%、单质稀土镧与单质稀土铈中的至少一种或者混合稀土0. 005% -0. 15%、铁<0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；通过变形加工可以分别制作出满足市场需求的耐腐蚀铜锌铝合金材料板带材或管材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜78%，铝1.4%，镍
0.2%、硅 0. 1%、硼 0. 003%、锰 0. 2%、单质稀土镧 0. 005%、铁彡 0. 05%、铅彡 0. 05%、不可避免的杂质<0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜74%，铝2.8%，镍
1.0%、硅 1. 0%、锰 0. 8%、硼 0. 015%、单质稀土铈 0. 15%、铁彡 0. 05%、铅彡 0. 05%、不可避免的杂质<0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜77%，铝1.8%， 镍0.8%、硅0.6%、硼0. 003-0. 010%、锰0.4%、单质稀土镧和单质稀土铈0. 15%、铁 (0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料板材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜75 %，铝2. 0 %，镍 0. 3%、硅0. 9%、硼0. 010%、锰 0. 3%、混合稀土 0. 12%、铁彡 0. 05%、铅彡 0. 05%、不可避免的杂质<0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜78%，铝1.4%，镍
0.2%、硅 0. 1%、硼 0. 003%、锰 0. 2%、单质稀土铈 0. 005%、铁彡 0. 05%、铅彡 0. 05%、不可避免的杂质<0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料管材。一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其化学成分按重量百分比为铜74%，铝2.8%，镍
1.0%、硅 1. 0%、硼0. 015%、锰 0. 5%、混合稀土 0. 15%、铁彡 0. 05%、铅彡 0. 05%、不可避免的杂质<0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料管材。本发明的各添加元素在耐腐蚀铜锌铝合金材料中的作用添加镍镍元素在铜锌合金基体中，其锌当量值为负，添加该元素可使某些两相黄铜转变为晶粒细小的单相黄铜，降低因铝、硅等元素添加引起的负面影响(负面影响双相黄铜甚至大量以β、Y相为基合金)，改善合金的工艺性能和力学性能，且添加镍元素可提升合金的耐腐蚀性能。添加铝可在腐蚀过程中材料表面形成一层三氧化二铝薄膜，该薄膜可阻滞腐蚀行为，对材料基体具有良好的保护作用，并且添加铝元素可提高合金基体的强度、硬度，从而改善合金的耐磨性能和耐高温性能，在合金中铝元素添加到一定比例后，材料颜色为金黄色，具有美丽的金属光泽，并能够抗高温氧化。添加硅硅元素可提高材料耐海水腐蚀性，并且具有较好抗应力腐蚀能力也较好， 且在铜合金中，硅元素对合金导电率的影响位列第四，排在钛、磷、铁元素之后，在需要对导电率进行调整时可作为主要添加元素，应用于一些特殊场合。添加硼可与合金中其他微量杂质元素结合，形成具有较高硬度、强度的硼化物， 可提高材料的耐磨性能和耐腐蚀性能。并且硼元素加入难度相对较大，可用于一些有特殊要求的场合。添加锰该元素的加入基本不改变合金的组织，但可通过固溶强化使材料的硬度、 强度大大提升，并大幅提升其对海水、氯化物和过热蒸汽的耐蚀性能，具有良好的耐磨性能。添加稀土 单质稀土(如铈、镧等)或混合稀土均可，可解决因铝的加入造成的负面影响，减少合金容气孔、疏松等缺陷的产生，并且稀土元素可净化晶界，与杂质形成高熔点、高硬度的第二相的效果，可提升材料的耐磨性能。本发明的加工工艺简述
一种耐腐蚀铜锌铝合金材料加工板带材的工艺采用下列步骤配料一熔铸一锯切 —加热一热轧一铣面一冷粗轧一退火一成品轧制一成品退火一剪切一包装入库，如产品要求为硬态时，则不进行成品退火；一种耐腐蚀铜锌铝合金材料加工管材的工艺采用下列步骤配料一熔铸一锯切一加热一挤压一轧制一退火一拉伸一成品退火一锯切一包装入库。余量——国家标准中对黄铜化学成份的描述都是将锌的含量写为“余量”，这在本行业中是常识性的知识。由于篇幅大的原因，关于“余量”的详细概念含义可查阅加工铜及铜合金国家标准(GB/T5231-2001)及 GB 11086-1989。本发明的有益效果是有效节约了能源、降低生产成本，具有高耐蚀性能、耐磨性能好以及抗高温软化性能好等特点，适合于后续冲压等加工，加工容易，提高工作效率；与现有材料相比，耐蚀性能、耐磨性能以及抗高温软化性能具有较大提升，并且与现有材料相比，本发明加工制作的材料其加工工艺性能具有很大改善。投资低，便于推广。本发明的耐腐蚀铜锌铝合金材料板带材料能够能够满足海洋工业、地热利用、海洋养殖以及有特殊需求的场合；本发明的耐腐蚀铜锌铝合金材料管材广泛应用于海水淡化换热、造船等行业。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
与实施例对本发明作进一步详细说明实施例1 采用本发明制作的产品规格牌号LC6908，规格3. 5*600mm软(M)态耐腐蚀铜锌铝合金材料带材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :78%，铝(Al) :1. 4%，镍(Ni) 0.2%、硅(Si) 0. 1%、硼(B) :0.003%、锰(Mn) :0.2%、单质稀土镧(La) :0.005%、铁 (Fe) <0.05%、铅(Pb) 0.05%、不可避免的杂质<0.05%，余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。实施例2:采用本发明制作的产品规格牌号LC6908，规格2. 0*600mm硬(Y)态耐腐蚀铜锌铝合金材料带材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :74%，铝(Al) :2. 8%，镍(Ni) 1.0%、硅(Si) :1.0%、锰(Mn) :0.8%、硼(B) :0· 015 %、单质稀土铈(Ce) 0. 15%、铁 (Fe) <0.05%、铅(Pb) 0.05%、不可避免的杂质<0.05%，余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。实施例3 采用本发明制作的产品规格牌号LC6908，规格，30*3000mm规格硬(Y)态耐腐蚀铜锌铝合金材料板材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :77%，铝(Al) :1.8%，镍 (Ni) :0.8%, (Si) 0. 6% Jf (B) :0. 003-0. 010%、猛(Mn) :0. 4%、单质稀土镧和单质稀土铈(La和Ce) :0. 15%、铁(Fe)彡0. 05%、铅(Pb)彡0. 05%、不可避免的杂质彡0. 05%， 余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料板材。实施例4 采用本发明制作的产品规格牌号LC6909，规格2. 0*600mm硬⑴态耐腐蚀铜锌铝合金材料带材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :75%，铝(Al) 2.0%, 镍(Ni) :0.3%、硅(Si) :0.9%、硼(B) :0.010%、锰(Mn) :0.3%、混合稀土 0· 12%、铁 (Fe) <0.05%、铅(Pb) 0.05%、不可避免的杂质<0.05%，余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料带材。实施例5 采用本发明制作的产品规格牌号LC6908，规格Φ2(^2πιπι规格软(M)态耐腐蚀铜锌铝合金材料管材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :78%，铝(Al) :1.4%，镍 (Ni) :0.2%、硅(Si) 0. 1%M (B) :0. 003%、猛(Mn) :0.2%、单质稀土铈(Ce) 0. 005%, 铁(Fe) ^ 0.05%、铅(Pb) ^ 0.05%、不可避免的杂质< 0.05%，余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料管材。实施例6 采用本发明制作的产品规格牌号LC6909，规格Φ 16*lmm规格半硬(Y2)态耐腐蚀铜锌铝合金材料管材，其化学成分按重量百分比为铜(Cu) :74%，铝(Al) 2.8%, 镍(Ni) :1.0%、硅(Si) :1.0%、硼(B) :0.015%、锰(Mn) :0.5%、混合稀土 0· 15%、铁 (Fe) <0.05%、铅(Pb) 0.05%、不可避免的杂质<0.05%，余量为锌(Si)，各组份之和为百分之百；再通过后续变形加工制作出合格的耐腐蚀铜锌铝合金材料管材。
权利要求
1.一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜 74% -78%，铝 1. 4% -2. 8%，镍 0. 2% -1. 0%、硅 0. -1. 0%、硼 0. 003% -0. 015%、猛 0. 2% -0. 8%、单质稀土镧与单质稀土铈中的至少一种或者混合稀土 0. 005% -0. 15%、铁 (0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜78%，铝1.4%，镍0.2%、硅0. 1%、硼0. 003%、锰0.2%、单质稀土镧 0. 005%、铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜74%，铝2.8%，镍1.0%、硅1.0%、锰0.8%、硼0.015%、单质稀土铈 0. 15%、铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜77%，铝1. 8%，镍0.8%、硅0.6%、硼0. 003-0. 010%、锰0. 4%、单质稀土镧和单质稀土铈0. 15%、铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌， 各组份之和为百分之百。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜75%，铝2. 0%，镍0. 3%、硅0. 9%、硼0. 010%、锰0. 3%、混合稀土 0. 12%、 铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜78%，铝1.4%，镍0.2%、硅0. 1%、硼0. 003%、锰0.2%、单质稀土铈 0. 005%、铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，其特征在于其化学成分按重量百分比为铜74%，铝2.8%，镍1.0%、硅1.0%、硼0. 015%、锰0. 5%、混合稀土0. 15%, 铁< 0. 05%、铅< 0. 05%、不可避免的杂质< 0. 05%，余量为锌，各组份之和为百分之百。
全文摘要
一种耐腐蚀铜锌铝合金材料，现制成铜锌铝黄铜合金管材、板带材，是以铜锌黄铜合金为基体，通过添加锌、铝、镍、硅、硼、锰、稀土等元素，达到高耐磨、高耐蚀、耐高温、加工性能良好的目的，满足海洋开发利用行业、换热以及其他特殊行业用材料的要求。其化学成分按重量百分比为铜74％-78％，铝1.4％-2.8％，镍0.2％-1.0％、硅0.1％-1.0％、硼0.003％-0.015％、锰0.2％-0.8％、单质稀土镧与单质稀土铈中的至少一种或者混合稀土0.005％-0.15％、铁≤0.05％、铅≤0.05％、不可避免的杂质≤0.05％，余量为锌，各组份之和为百分之百；通过变形加工可以分别制作出满足市场需求的耐腐蚀铜锌铝合金材料板带材或管材。有效节约了能源、降低生产成本。
文档编号C22C9/04GK102392155SQ20111034057
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者任玉波, 孙水珠, 李英, 游金阁, 董亚杰, 金泉, 韩卫光, 黄亚飞, 黄国兴 申请人:中铝洛阳铜业有限公司