本发明涉及合金加工领域，具体涉及一种板式换热器用铜合金片及其制造方法。
背景技术：
换热器是广泛应用于化工、医药、冶金和制冷等行业的通用设备。板式式换热器的结构特别适合用于湍流情况下的液-液传热，是集中供热、制冷空调和生活用水换热的理想选择。不锈钢和钛板在板式换热器板片材质选择中占据主导地位，冷介质水源均一定程度含有mg2+、ca2+等易结垢的物质，以价廉的氯化物去除易结垢的物质时，在水介质中必然会存在余量cl-，不锈钢很难克服cl-水质下的缝隙腐蚀、板片表面细菌生长和热传导效率相对较低等缺点，而钛材作为板式换热器板片材质又受到全球钛材供应紧张、产品依赖进口和价格昂贵等问题的困扰，导致板片腐蚀和产品初始成本过高的两难局面。
板式换热器的板片经冷压形成波纹板片后，不可避免存在内应力。但是为保证板几何精度和足够的抗变形能力，冷压后不能进行热处理以消除内应力；使用超声波等手段消除应力的方法因其价格昂贵和加工周期长等原因，不可能在板式换热器波纹板片加工中得到应用；所以在波纹形板片中不同程度地存在因冷加工压制成形而产生的内应力，尤其在变形大的区域内应力更甚。
相对不锈钢板式换热器，运用铜合金的板式换热器拥有更高的传热系数和更好的压制性能，然而现在使用的铜合金片虽然化学活泼性较低，应用到板式换热器上，在cl-和氢化物的长期侵蚀下，一样会发生腐蚀。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种板式换热器用铜合金片及其制造方法，提高铜合金片的耐腐蚀性能、耐磨性能和抗拉强度，使得本发明所制得的铜合金片能够应用到板式换热器上，延长板式换热器的使用寿命。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种板式换热器用铜合金片，含有以下重量百分含量的组分：zn33-35％、c0.25-0.5％、sn0.5-1.0％、al0.5-1.0％、bi0.03-0.05％、fe0.5-0.8％、v0.05-0.15％、mo0.5-0.8％、zr0.03-0.05％，y0.45-0.65％，其余为cu和其他不可避免杂质。
优选地，所述铜合金片含有以下重量百分含量的组分：zn35％、c0.30％、sn0.9％、al0.85％、bi0.05％、fe0.5％、v0.1％、mo0.6％、zr0.03％，y0.55％，其余为cu和其他不可避免杂质。
优选地，所述其他不可避免杂质的百分含量≤0.08％。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
所述制造方法包括以下步骤：(1)熔炼；(2)铸造；(3)粗轧；(4)第一次退火；(5)中间轧制；(6)第二次退火；(7)时效析出热处理；(8)精轧；(9)第三次退火；(10)整形。
优选地，所述步骤(1)中原料加入顺序为：先加入原料cu、zn和c，加热至1000-1200℃，得到熔融液，向所述熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，加入原料al，搅拌均匀。
优选地，所述步骤(2)铸造的铸块的冷却速度是10-300℃/s。
优选地，所述步骤(4)的退火温度为600-700℃，保温时间为6.5h；所述步骤(6)的退火温度为450-550℃，保温时间为5.5h；所述步骤(9)的退火温度为250-350℃，保温时间为4h。
优选地，所述步骤(8)中时效处理的温度为380-450℃。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益如下：
本发明提供了一种板式换热器用铜合金片及其制造方法，y、al结合生成具有体心正方结构的al11y3相，c、mo形成的具有密排六方结构的mo2c，以及c、zr反应生成的具有立方结构的zrc相互促进，降低体系的能量，促进体系结构的稳定，钝化体系的活性，cl-等无法挤进晶体层间结构，使得本发明生产的铜合金片具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能，应用在板式换热器上，有效抵制含cl-或氢化物的水溶液的侵蚀，延长板式换热器的使用寿命。
同时，mo与cu、sn、v形成的四元金属间化合物mo-cu-sn-v细化晶粒的作用更明显，改善了合金的结晶组织，晶粒的尺寸和分布更加均匀；zr有利于mo-cu-sn-v中sn的析出，细小弥散分布的sn析出相质点具有阻止或延迟合金再结晶的作用和析出强化的作用，保证mo-cu-sn-v中的多种中间相能以亚稳态的形式存在，减少显微缩松和热裂倾向，提高合金的强度和硬度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种板式换热器用铜合金片，该铜合金片由以下组分制成：zn33％、c0.25％、sn0.5％、al0.5％、bi0.03％、fe0.5％、v0.05％、mo0.5％、zr0.03％，y0.45％，其余为cu和其他不可避免杂质。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
(1)熔炼：先向熔化炉中加入原料cu、zn和c，加热至1150℃，得到熔融液，向该熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，最后加入易于氧化的原料al，搅拌均匀；(2)铸造：铸件后的冷却速度是50℃/s；(3)粗轧：改善铸造组织，细化铸造过程的析出物；(4)第一次退火：退火温度为690℃，保温时间为6.5h；(5)中间轧制：中间坯轧制过程；(6)第二次退火：再结晶软化退火热处理，控制好成品晶粒度，退火温度为530℃，保温时间为5.5h；(7)时效析出热处理：通过在温度450℃下保持3h进行；(8)精轧：为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能；(9)第三次退火：去应力低温退火，提高弹性极限，退火温度为350℃，保温时间为4h；(10)整形：去除灰分，确保铜合金片表面干净，检验，包装入库。
实施例2：
一种板式换热器用铜合金片，该铜合金片由以下组分制成：zn35％、c0.30％、sn0.9％、al0.85％、bi0.05％、fe0.5％、v0.1％、mo0.6％、zr0.03％，y0.55％，其余为cu和其他不可避免杂质。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
(1)熔炼：先向熔化炉中加入原料cu、zn和c，加热至1100℃，得到熔融液，向该熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，最后加入易于氧化的原料al，搅拌均匀；(2)铸造：铸件后的冷却速度是60℃/s；(3)粗轧：改善铸造组织，细化铸造过程的析出物；(4)第一次退火：退火温度为700℃，保温时间为6.5h；(5)中间轧制：中间坯轧制过程；(6)第二次退火：再结晶软化退火热处理，控制好成品晶粒度，退火温度为540℃，保温时间为5.5h；(7)时效析出热处理：通过在温度420℃下保持2.5h进行；(8)精轧：为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能；(9)第三次退火：去应力低温退火，提高弹性极限，退火温度为350℃，保温时间为4h；(10)整形：去除灰分，确保铜合金片表面干净，检验，包装入库。
实施例3：
一种板式换热器用铜合金片，该铜合金片由以下组分制成：zn34％、c0.35％、sn0.55％、al0.85％、bi0.04％、fe0.6％、v0.08％、mo0.7％、zr0.05％，y0.55％，其余为cu和其他不可避免杂质。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
(1)熔炼：先向熔化炉中加入原料cu、zn和c，加热至1050℃，得到熔融液，向该熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，最后加入易于氧化的原料al，搅拌均匀；(2)铸造：铸件后的冷却速度是80℃/s；(3)粗轧：改善铸造组织，细化铸造过程的析出物；(4)第一次退火：退火温度为650℃，保温时间为6.5h；(5)中间轧制：中间坯轧制过程；(6)第二次退火：再结晶软化退火热处理，控制好成品晶粒度，退火温度为500℃，保温时间为5.5h；(7)时效析出热处理：通过在温度380℃下保持2h进行；(8)精轧：为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能；(9)第三次退火：去应力低温退火，提高弹性极限，退火温度为300℃，保温时间为4h；(10)整形：去除灰分，确保铜合金片表面干净，检验，包装入库。
实施例4：
一种板式换热器用铜合金片，该铜合金片由以下组分制成：zn33％、c0.45％、sn0.55％、al0.75％、bi0.03％、fe0.55％、v0.08％、mo0.6％、zr0.03％，y0.65％，其余为cu和其他不可避免杂质。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
(1)熔炼：先向熔化炉中加入原料cu、zn和c，加热至1120℃，得到熔融液，向该熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，最后加入易于氧化的原料al，搅拌均匀；(2)铸造：铸件后的冷却速度是30℃/s；(3)粗轧：改善铸造组织，细化铸造过程的析出物；(4)第一次退火：退火温度为690℃，保温时间为6.5h；(5)中间轧制：中间坯轧制过程；(6)第二次退火：再结晶软化退火热处理，控制好成品晶粒度，退火温度为480℃，保温时间为5.5h；(7)时效析出热处理：通过在温度420℃下保持2.5h进行；(8)精轧：为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能；(9)第三次退火：去应力低温退火，提高弹性极限，退火温度为320℃，保温时间为4h；(10)整形：去除灰分，确保铜合金片表面干净，检验，包装入库。
实施例5：
一种板式换热器用铜合金片，该铜合金片由以下组分制成：zn35％、c0.5％、sn1.0％、al1.0％、bi0.05％、fe0.8％、v0.15％、mo0.8％、zr0.05％，y0.65％，其余为cu和其他不可避免杂质。
上述铜合金片的制造方法包括以下步骤：
(1)熔炼：先向熔化炉中加入原料cu、zn和c，加热至1200℃，得到熔融液，向该熔融液中加入原料sn、bi、fe、v、mo、zr和y，搅拌均匀，加热至熔化炉中原料全部熔融后，最后加入易于氧化的原料al，搅拌均匀；(2)铸造：铸件后的冷却速度是100℃/s；(3)粗轧：改善铸造组织，细化铸造过程的析出物；(4)第一次退火：退火温度为680℃，保温时间为6.5h；(5)中间轧制：中间坯轧制过程；(6)第二次退火：再结晶软化退火热处理，控制好成品晶粒度，退火温度为500℃，保温时间为5.5h；(7)时效析出热处理：通过在温度420℃下保持3h进行；(8)精轧：为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能；(9)第三次退火：去应力低温退火，提高弹性极限，退火温度为340℃，保温时间为4h；(10)整形：去除灰分，确保铜合金片表面干净，检验，包装入库。
以白铜(lc7060)作为对照材料，测试实施例1-5制成的铜合金片的性能。所测试的lc7060和实施例1-5生产的铜合金片的厚度一致，耐腐蚀性能测试中，耐腐蚀介质为3％的nacl溶液、温度为40±2℃、周期为180d。结果如表1所示：
表1性能测试
综上，本发明实施例生产的铜合金片具有如下有益效果：抗拉强度高，具有良好的延伸率和硬度，耐腐蚀性强，所制成的板式换热器能够满足市场需求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。