本发明涉及合金制造技术领域，具体为一种高温耐蚀铜合金及其制作方法。
背景技术：
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。目前，人们在铸钢时，对铸钢模具的精度、耐压、耐高温、传热率等均有较高的要求，往往需要在模具设一层精度高、耐压、耐高温、传热率好的内衬套，目前主要使用一些铜合金的内衬套，这些铜合金的内衬套精度、耐压、耐高温、传热率以及使用寿命等性能均不是很好。
所以，如何设计一种高温耐蚀铜合金及其制作方法，成为我们当前要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高温耐蚀铜合金及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高温耐蚀铜合金，包括以下重量份的原料：铜76.0-83.0份、铝8.5-10.5份、铁4.5-5.5份、镍 4.0-6.0份、锰1.0-3.0份和添加剂1.0-3.5份。
根据上述技术方案，所述添加剂的制备方法为采用油脂或高级脂肪酸作粘结剂，其组成物为：颗粒尺寸在0.05-0.2毫米之间的金属粉末10-80份；卤化物盐类助溶剂20-90份；油脂或高级脂肪酸粘结剂0.5-5份，其添加剂中各组分的总和为100，所述卤化物盐类助溶剂可以是氯化钾、氟化钾、碘化钾、硼氟化钾、氟硅酸钾、氟硅酸钠以及其它卤化盐类中的一种或几种；所述油脂或高级脂肪酸有机粘结剂可以是油脂类或高级脂肪酸类化合物中的一种或几种。
根据上述技术方案，所述铁为一种纯铁，其制备方法为首先选用含铁氧化物原料，通过直接还原系统进行分层控制还原，制取海绵铁；接着再将海绵铁加入中频或工频感应炉中进行熔炼，熔化时分批加入复合造渣剂；再熔化扒渣后对钢液进行深度精处理，加复合造渣剂并通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩氧混合气体，待钢液温度达到1620-1650℃时停止吹混合气体，钢液镇静25-35min扒渣，扒渣后向钢液中刺铝1-2min，同时通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩气，继续升温至1640-1680℃停止吹氩；最后钢液镇静15min后进行水平连铸或底浇注，得到铁大于99.9％低杂质纯铁。
根据上述技术方案，所述镍为一种高纯度镍，其制备方法为首先焙烧球形氢氧化镍，得到中间产物氧化镍，焙烧的温度为400-600℃，焙烧的时间为 3-5h；接着用纯水对氧化镍进行洗涤，洗涤水温为60-90℃，用水量为氧化镍重量的8-10倍，搅拌浆化洗涤3次，洗完后过滤，然后再100℃下烘干，再将得到的洗涤后的氧化镍进行还原，还原温度为400-550℃，还原时间为3-6h；最后对还原后的氧化镍进行破碎过筛，进行机械破碎后过200目筛网，得到球形高纯镍粉。
根据上述技术方案，所述锰为一种高纯度锰，其制备方法为首先用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原成一氧化锰，然后用硫酸浸取；接着向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气；最后周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得高纯度金属锰产品。
根据上述技术方案，所述铝为一种高纯度氧化铝，且制备方法为首先以工业Al2(SO4)3·18H2O和(NH4)2SO4固体为原料，Al2(SO4)3·18H2O溶于水中加入 (NH4)2SO4固体搅拌溶解,过滤，搅拌冷却至室温，析出白色结晶体，抽滤结晶体，用水冲洗一次，抽干，得一次结晶；接着将一次结晶的硫酸铝铵加入水中，加热溶解，在搅拌下冷却至室温，抽滤结晶，得到白色晶体湿产品，将湿产品在80-100℃下烘干得到硫酸铝铵晶体；再将得到的硫酸铝铵晶体中加入浓度为8-12％的氨水得到氢氧化铝凝胶，加入去离子水清洗,用铝型混合树脂进行提纯,得到高纯氢氧化铝凝胶；最后氢氧化铝凝胶经减压蒸馏得到氢氧化铝胶粒，氢氧化铝胶粒在马弗炉中经1000-1200℃煅烧1-2h制得高纯度氧化铝粉末。
一种高温耐蚀铜合金的制作方法，包括如下步骤：
1)物料粉碎：将准备的物料依次通入到高效粉碎机进行粉碎，粉碎时间为10-20min，高效粉碎机的转速为3000-4500r/min，制得金属粉末；
2)高温熔炼：先将金属铜粉末加入到高温熔炉中，调节温度到 1200-1300℃，使金属铜熔化，然后再将铝和铁加入到铜液中，扒渣后加入添加剂，最后加入镍和锰，制得液态耐腐蚀铜合金；
3)降温铸造：将得到的液态耐腐蚀铜合金温度调至1050-1100℃，然后将液态耐腐蚀铜合金出炉，浇注入模，将温度调至900-925℃，得到固态耐腐蚀铜合金铸件；
4)固溶处理：将铸造后的固态耐腐蚀铜合金铸件在温度为900-925℃条件下保温1-1.5小时，然后快速淬入冷水中，得到过饱和固态耐腐蚀铜合金铸件，即为最后的高温耐腐蚀铜合金。
根据上述技术方案，所述步骤2)中高温熔炉为一种真空感应炉。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明锰、铁和镍均为一种高纯度金属，铝为一种氧化铝，可以有效提升高温耐腐蚀铜合金的质量，提升高温耐腐蚀铜合金的性能，具有良好的机械性能高，耐蚀性疲劳强度好，在 400℃以下有较高耐热性；同时本发明在制作过程中先将原料进行粉碎，有效提升高温耐腐蚀铜合金的制作效率，有效提升了使用的方便性。
附图说明
图1是本发明的高温耐腐蚀铜合金的制作流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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：请参阅图1，本发明提供一种高温耐蚀铜合金，包括以下重量份的原料：铜76.0份、铝8.5份、铁4.5份、镍4.0份、锰1.0份和添加剂 1.0份。
根据上述技术方案，添加剂的制备方法为采用油脂或高级脂肪酸作粘结剂，其组成物为：颗粒尺寸在0.05-0.2毫米之间的金属粉末10-80份；卤化物盐类助溶剂20-90份；油脂或高级脂肪酸粘结剂0.5-5份，其添加剂中各组分的总和为100，卤化物盐类助溶剂可以是氯化钾、氟化钾、碘化钾、硼氟化钾、氟硅酸钾、氟硅酸钠以及其它卤化盐类中的一种或几种；油脂或高级脂肪酸有机粘结剂可以是油脂类或高级脂肪酸类化合物中的一种或几种。
根据上述技术方案，铁为一种纯铁，其制备方法为首先选用含铁氧化物原料，通过直接还原系统进行分层控制还原，制取海绵铁；接着再将海绵铁加入中频或工频感应炉中进行熔炼，熔化时分批加入复合造渣剂；再熔化扒渣后对钢液进行深度精处理，加复合造渣剂并通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩氧混合气体，待钢液温度达到1620-1650℃时停止吹混合气体，钢液镇静25-35min扒渣，扒渣后向钢液中刺铝1-2min，同时通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩气，继续升温至1640-1680℃停止吹氩；最后钢液镇静 15min后进行水平连铸或底浇注，得到铁大于99.9％低杂质纯铁。
根据上述技术方案，镍为一种高纯度镍，其制备方法为首先焙烧球形氢氧化镍，得到中间产物氧化镍，焙烧的温度为400-600℃，焙烧的时间为3-5h；接着用纯水对氧化镍进行洗涤，洗涤水温为60-90℃，用水量为氧化镍重量的 8-10倍，搅拌浆化洗涤3次，洗完后过滤，然后再100℃下烘干，再将得到的洗涤后的氧化镍进行还原，还原温度为400-550℃，还原时间为3-6h；最后对还原后的氧化镍进行破碎过筛，进行机械破碎后过200目筛网，得到球形高纯镍粉。
根据上述技术方案，锰为一种高纯度锰，其制备方法为首先用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原成一氧化锰，然后用硫酸浸取；接着向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气；最后周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得高纯度金属锰产品。
根据上述技术方案，铝为一种高纯度氧化铝，且制备方法为首先以工业 Al2(SO4)3·18H2O和(NH4)2SO4固体为原料，Al2(SO4)3·18H2O溶于水中加入(NH4)2SO4固体搅拌溶解,过滤，搅拌冷却至室温，析出白色结晶体，抽滤结晶体，用水冲洗一次，抽干，得一次结晶；接着将一次结晶的硫酸铝铵加入水中，加热溶解，在搅拌下冷却至室温，抽滤结晶，得到白色晶体湿产品，将湿产品在 80-100℃下烘干得到硫酸铝铵晶体；再将得到的硫酸铝铵晶体中加入浓度为 8-12％的氨水得到氢氧化铝凝胶，加入去离子水清洗,用铝型混合树脂进行提纯,得到高纯氢氧化铝凝胶；最后氢氧化铝凝胶经减压蒸馏得到氢氧化铝胶粒，氢氧化铝胶粒在马弗炉中经1000-1200℃煅烧1-2h制得高纯度氧化铝粉末。
一种高温耐蚀铜合金的制作方法，包括如下步骤：
1)物料粉碎：将准备的物料依次通入到高效粉碎机进行粉碎，粉碎时间为10-20min，高效粉碎机的转速为3000-4500r/min，制得金属粉末；
2)高温熔炼：先将金属铜粉末加入到高温熔炉中，调节温度到 1200-1300℃，使金属铜熔化，然后再将铝和铁加入到铜液中，扒渣后加入添加剂，最后加入镍和锰，制得液态耐腐蚀铜合金；
3)降温铸造：将得到的液态耐腐蚀铜合金温度调至1050-1100℃，然后将液态耐腐蚀铜合金出炉，浇注入模，将温度调至900-925℃，得到固态耐腐蚀铜合金铸件；
4)固溶处理：将铸造后的固态耐腐蚀铜合金铸件在温度为900-925℃条件下保温1-1.5小时，然后快速淬入冷水中，得到过饱和固态耐腐蚀铜合金铸件，即为最后的高温耐腐蚀铜合金。
根据上述技术方案，步骤2)中高温熔炉为一种真空感应炉。
实施例2：请参阅图1，本发明提供一种高温耐蚀铜合金，包括以下重量份的原料：铜83.0份、铝10.5份、铁5.5份、镍6.0份、锰3.0份和添加剂3.5份。
根据上述技术方案，添加剂的制备方法为采用油脂或高级脂肪酸作粘结剂，其组成物为：颗粒尺寸在0.05-0.2毫米之间的金属粉末10-80份；卤化物盐类助溶剂20-90份；油脂或高级脂肪酸粘结剂0.5-5份，其添加剂中各组分的总和为100，卤化物盐类助溶剂可以是氯化钾、氟化钾、碘化钾、硼氟化钾、氟硅酸钾、氟硅酸钠以及其它卤化盐类中的一种或几种；油脂或高级脂肪酸有机粘结剂可以是油脂类或高级脂肪酸类化合物中的一种或几种。
根据上述技术方案，铁为一种纯铁，其制备方法为首先选用含铁氧化物原料，通过直接还原系统进行分层控制还原，制取海绵铁；接着再将海绵铁加入中频或工频感应炉中进行熔炼，熔化时分批加入复合造渣剂；再熔化扒渣后对钢液进行深度精处理，加复合造渣剂并通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩氧混合气体，待钢液温度达到1620-1650℃时停止吹混合气体，钢液镇静25-35min扒渣，扒渣后向钢液中刺铝1-2min，同时通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩气，继续升温至1640-1680℃停止吹氩；最后钢液镇静 15min后进行水平连铸或底浇注，得到铁大于99.9％低杂质纯铁。
根据上述技术方案，镍为一种高纯度镍，其制备方法为首先焙烧球形氢氧化镍，得到中间产物氧化镍，焙烧的温度为400-600℃，焙烧的时间为3-5h；接着用纯水对氧化镍进行洗涤，洗涤水温为60-90℃，用水量为氧化镍重量的 8-10倍，搅拌浆化洗涤3次，洗完后过滤，然后再100℃下烘干，再将得到的洗涤后的氧化镍进行还原，还原温度为400-550℃，还原时间为3-6h；最后对还原后的氧化镍进行破碎过筛，进行机械破碎后过200目筛网，得到球形高纯镍粉。
根据上述技术方案，锰为一种高纯度锰，其制备方法为首先用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原成一氧化锰，然后用硫酸浸取；接着向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气；最后周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得高纯度金属锰产品。
根据上述技术方案，铝为一种高纯度氧化铝，且制备方法为首先以工业 Al2(SO4)3·18H2O和(NH4)2SO4固体为原料，Al2(SO4)3·18H2O溶于水中加入(NH4)2SO4固体搅拌溶解,过滤，搅拌冷却至室温，析出白色结晶体，抽滤结晶体，用水冲洗一次，抽干，得一次结晶；接着将一次结晶的硫酸铝铵加入水中，加热溶解，在搅拌下冷却至室温，抽滤结晶，得到白色晶体湿产品，将湿产品在 80-100℃下烘干得到硫酸铝铵晶体；再将得到的硫酸铝铵晶体中加入浓度为 8-12％的氨水得到氢氧化铝凝胶，加入去离子水清洗,用铝型混合树脂进行提纯,得到高纯氢氧化铝凝胶；最后氢氧化铝凝胶经减压蒸馏得到氢氧化铝胶粒，氢氧化铝胶粒在马弗炉中经1000-1200℃煅烧1-2h制得高纯度氧化铝粉末。
一种高温耐蚀铜合金的制作方法，包括如下步骤：
1)物料粉碎：将准备的物料依次通入到高效粉碎机进行粉碎，粉碎时间为10-20min，高效粉碎机的转速为3000-4500r/min，制得金属粉末；
2)高温熔炼：先将金属铜粉末加入到高温熔炉中，调节温度到 1200-1300℃，使金属铜熔化，然后再将铝和铁加入到铜液中，扒渣后加入添加剂，最后加入镍和锰，制得液态耐腐蚀铜合金；
3)降温铸造：将得到的液态耐腐蚀铜合金温度调至1050-1100℃，然后将液态耐腐蚀铜合金出炉，浇注入模，将温度调至900-925℃，得到固态耐腐蚀铜合金铸件；
4)固溶处理：将铸造后的固态耐腐蚀铜合金铸件在温度为900-925℃条件下保温1-1.5小时，然后快速淬入冷水中，得到过饱和固态耐腐蚀铜合金铸件，即为最后的高温耐腐蚀铜合金。
根据上述技术方案，步骤2)中高温熔炉为一种真空感应炉。
基于上述，本发明的优点在于，本发明锰、铁和镍均为一种高纯度金属，铝为一种氧化铝，可以有效提升高温耐腐蚀铜合金的质量，提升高温耐腐蚀铜合金的性能，具有良好的机械性能高，耐蚀性疲劳强度好，在400℃以下有较高耐热性；同时本发明在制作过程中先将原料进行粉碎，有效提升高温耐腐蚀铜合金的制作效率，有效提升了使用的方便性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。