CN102676873A - 一种铝黄铜合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝黄铜合金及其制备方法。所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%;Al1.8-2.5%;As0.02-0.06%;Ti0.02-0.06%;Zr0.02-0.05%;B0.005-0.09%;Ni0.05-1.0%;稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。本发明通过微量元素合金化的手段，实现净化合金熔体，细化合金铸锭组织，提高合金再结晶温度，改善合金的铸造性能、加工性能、焊接性能、耐蚀性能，提高合金的强度、硬度和耐磨蚀性能，从而达到提高合金使用寿命的目的。

Description

一种铝黄铜合金及其制备方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，尤其涉及一种铝黄铜合金及其制备方法。
背景技术
HAl77-2铝黄铜常用作制作冷凝器，广泛用作海船、海滨电站、火电、核电的冷凝器及组件，耐蚀性是该合金极其重要的使用性能。该合金的名义锌含量在20%左右，含锌量大于15%的黄铜，在残余应力、引起锌选择性溶解的介质和合金本身容易脱锌等因素的影响下，会出现明显的应力腐蚀破裂倾向。含锌量越高、残余应力越大，腐蚀倾向越大，黄铜脱锌、应力腐蚀和冲击腐蚀是合金腐蚀、失效的根源。在脱锌过程中，锌被选择性地脱除而留下多孔、易脆的铜层、氧化层，正常的黄铜基体逐渐被多孔、易脆的铜基体取代，最终导致管材破漏。目前广泛应用的冷凝管合金HAl77-2，其使用寿命在7-10年左右，仅为不锈钢管使用寿命的六至七分之一，远远不能满足电站冷凝器的使用寿命要求，直接导致火电站冷凝器被不锈钢管替代。
HAl77-2合金通过添加As来达到抑制黄铜脱锌的目的，由于As仅能抑制单相α黄铜脱锌，而HAl77-2合金的名义锌含量虽然在20%左右，铝的锌当量为6，形成β相的趋势大，该合金的实际锌当量在32%左右。在非平衡结晶条件下，该合金中会出现（α+β）相区，As的存在对（α+β）相区的脱锌过程不起抑制作用。
我国幅员辽阔，南方和北方、沿海和内陆的水质条件不同，不同地域的水质含Cl﹣、S2﹢、SO4 2﹣、NH4 ﹢以及含泥砂等固体悬浮物的量不同，对铝黄铜冷凝管的耐蚀、抗磨蚀性能提出了不同的要求，才能满足长寿命的使用要求。
近年来，随着技术的不断进步，发电设备向大型化、超临界机组方向发展，工作温度更高、水流速度更大，水质条件更恶劣，对冷凝管合金的性能要求越来越高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种耐腐蚀、抗磨损铝黄铜合金及其熔炼方法。
上述目的是通过下述方案实现的： 
一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素： 
Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.09%; Ni0.1-1.0%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.05-0.2%;  Fe0.05-0.10%; 稀土0.10-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.05%; Ni0.05-0.5%; Mn0.05-0.5%; 稀土0.05-0.15%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.03-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.1-0.6%; Mn0.05-0.3%; Fe0.05-0.10%; Sn0.05-0.2%; Si0.03-0.06%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化;
⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在低温1170-1180℃的条件下加入锌并使其熔化；
⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝中间合金，待铜-铝中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化；
⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃的条件下加入锌并使其熔化； 
⑷向铜液中加入元素铜-铝中间合金，待铜-铝中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
 ⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化；
⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃条件下加入锌并使其熔化；
⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝、铜-锰中间合金，待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化；
⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃条件下加入锌并使其熔化，随后加入铜-锡和铜-硅中间合金，使其充分溶解；
⑷向铜液中加入元素铜-铝、铜-锰中间合金，待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
本发明的有益效果：本发明通过微量元素合金化的手段，实现净化合金熔体，细化合金铸锭组织，提高合金再结晶温度，改善合金的铸造性能、加工性能、焊接性能、耐蚀性能，提高合金的强度、硬度和耐磨蚀性能，从而达到提高合金使用寿命的目的。
具体实施方式
本发明的铝黄铜合金的方案包括：
按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.09%; Ni0.05-1.0%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
或者，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.05-0.2%;  Fe0.05-0.10%; 稀土0.10-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
或者，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.05%; Ni0.05-0.5%; Mn0.05-0.5%; 稀土0.05-0.15%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
或者，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.03-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.1-0.6%; Mn0.05-0.3%; Fe0.05-0.10%; Sn0.05-0.2%; Si0.03-0.06%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
制备方法如下：
(1)入铜和木炭，升温使其全部熔化；
(3)将铁、镍加入铜液中（如合金不含铁，则不加铁），并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
(3)1170-1180℃条件下加入锌并使其熔化，随后加入铜-锡和铜-硅中间合金（如合金不含锡或硅，则则不加铜-锡和铜-硅中间合金），使其充分溶解；
(4)铜液中加入元素铜-铝、铜-锰中间合金（如果合金不含锰，则不加铜-锰中间合金），待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
(5)将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
(6)向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
(7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
(8)用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
实施例1
将质量百分比为56%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.15%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比23%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.1%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比为0.02% 、0.02%和0.005%；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.02%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.05%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：76.3%的Cu、1.81%的Al 、0.11%的Ni、0.0052%的B、0.021%的Ti、0.022%的Zr、0.022%的As 、0.052%的稀土铈，余量为锌。
实施例2
将质量百分比为59%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比1. 2%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1190-1210℃，向铜液中加入质量百分比20%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.8%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比为0.05% 、0.06%和0.09%；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.06%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.3%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：78.6%的Cu、2.46%的Al 、0.99%的Ni、0.089%的B、0.06%的Ti、0.048%的Zr、0.059%的As 、0.28%的稀土铈，余量为锌。
实施例3
将质量百分比为56%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.10%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比23%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.1%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Fe中间合金，使铜液中铁的质量百分比0.05%，待铁熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比为0.02% 、0.02%和0.05%；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.02%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.10%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：76.5%的Cu、1.83%的Al 、0.056%的Ni、0.048%的Fe 、0.054%的B、0.022%的Ti、0.021%的Zr、0.023%的As 、0.12%的稀土铈，余量为锌。
实施例4
将质量百分比为59%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.28%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比20%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.8%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Fe中间合金，使铜液中铁的质量百分比0.10%，待铁熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比为0.05% 、0.05%和0.08%；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.06%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.30%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：78.9%的Cu、2.47%的Al 、0.19%的Ni、0.093%的Fe 、0.078%的B、0.049%的Ti、0.046%的Zr、0.058%的As 、0.28%的稀土铈，余量为锌。
实施例5
将质量百分比为56%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.09%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比23%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.1%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Mn中间合金，使铜液中锰的质量百分比0.05%，待锰熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比为0.02% 、0.02%和0.005%；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.02%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.05%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：76.1%的Cu、1.87%的Al 、0.053%的Ni、0.052%的Mn 、0.0055%的B、0.023%的Ti、0.021%的Zr、0.022%的As 、0.053%的稀土铈，余量为锌。
实施例6
将质量百分比为59%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.9%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比20%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.8%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Mn中间合金，使铜液中锰的质量百分比0.5%，待锰熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比均为0.05% ；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.06%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.15%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：78.6%的Cu、2.47%的Al 、0.43%的Ni、0.46%的Mn 、0.045%的B、0.048%的Ti、0.049%的Zr、0.055%的As 、0.14%的稀土铈，余量为锌。
实施例7
将质量百分比为56%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.2%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比23%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.1%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Fe中间合金，使铜液中铁的质量百分比0.05%。待铁熔化后，向铜液中加入Cu-Mn中间合金，使铜液中锰的质量百分比0.05%。待锰熔化后，向铜液中加入Cu-Sn中间合金，使铜液中锡的质量百分比0.05%。待锡熔化后，向铜液中加入Cu-Si中间合金，使铜液中硅的质量百分比0.03%。待硅熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比分别为0.02%、0.03%、0.05% ；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.02%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.05%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：76.6%的Cu、1.84%的Al 、0.13%的Ni、0.055%的Fe、0.051%的Sn、0.032%的Si、0.053%的Mn 、0.045%的B、0.034%的Ti、0.022%的Zr、0.023%的As 、0.054%的稀土铈，余量为锌。
实施例8
将质量百分比为59%的Cu放入工频炉中熔炼（铜的余量通过中间合金带入），待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭。木炭的用量为每吨铜8-10kg。熔炼温度为1180-1200℃。向熔化的铜液中加入质量百分比0.7%的Ni，使金属镍通过合金化而溶解入铜液中。将铜液温度调整到1180-1200℃，向铜液中加入质量百分比20%的Zn，使金属锌通过合金化而溶解入铜液中。待锌熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间，向铜液中同时加入质量百分比20%的Cu和2.8%的铝，利用铝溶解时放出的大量的热熔化金属铜冷料。向铜液中加入Cu-Fe中间合金，使铜液中铁的质量百分比0.10%。待铁熔化后，向铜液中加入Cu-Mn中间合金，使铜液中锰的质量百分比0.30%。待锰熔化后，向铜液中加入Cu-Sn中间合金，使铜液中锡的质量百分比0.20%。待锡熔化后，向铜液中加入Cu-Si中间合金，使铜液中硅的质量百分比0.06%。待硅熔化后，向铜液中加入Cu-Zr 、Cu-Ti和Cu-B中间合金，使成品合金中Zr 、Ti和B的质量百分比分别为0.05%、0.06%、0.08% ；向铜液中加入Cu-As中间合金，使成品合金中砷的质量百分比为0.06%；将铜液温度调整到1130-1160℃之间。向铜液中加入铜-轻质稀土（镧或铈）中间合金，使其充分溶解，合金中稀土元素的含量为0.30%，再一次将铜液温度调整到1120-1150℃之间。
待合金温度达到熔炼工艺要求后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石精炼剂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼结束后，及时捞尽铜液表面的浮渣，并覆盖一层干透的木炭，木炭的用量为每吨铜8-10kg。取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1120-1150℃，随后，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：78.8%的Cu、2.45%的Al 、0.59%的Ni、0.09%的Fe、0.18%的Sn、0.058%的Si、0.28%的Mn 、0.075%的B、0.058%的Ti、0.046%的Zr、0.053%的As 、0.27%的稀土铈，余量为锌。

Claims (8)

1.一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素： 
Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.09%; Ni0.05-1.0%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
2.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.05-0.2%;  Fe0.05-0.10%; 稀土0.10-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
3.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.05%; Ni0.05-0.5%; Mn0.05-0.5%; 稀土0.05-0.15%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
4.根据权利要求1所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.03-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.1-0.6%; Mn0.05-0.3%; Fe0.05-0.10%; Sn0.05-0.2%; Si0.03-0.06%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。
5.一种制备权利要求1所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化;
⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在低温1170-1180℃的条件下加入锌并使其熔化；
⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝中间合金，待铜-铝中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
6.一种制备权利要求2所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化；
⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃的条件下加入锌并使其熔化； 
⑷向铜液中加入元素铜-铝中间合金，待铜-铝中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
 ⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
7.一种制备权利要求3所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化；
⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃条件下加入锌并使其熔化；
⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝、铜-锰中间合金，待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
8.一种制备权利要求4所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化；
⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；
⑶在1170-1180℃条件下加入锌并使其熔化，随后加入铜-锡和铜-硅中间合金，使其充分溶解；
⑷向铜液中加入元素铜-铝、铜-锰中间合金，待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；
⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；
⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；
⑺向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间；
⑻用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0.02-0.05%的冰晶石，气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭，待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸；
其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。
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