CN103060608B - 海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板及制备 - Google Patents

Abstract

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：8%-10%锌，7%-9%锡，2%-3%锰，余量铜。本发明所提供的洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，采用锌和锰金属元素来替代铅元素，使材料具有环保性能的同时，又能保证材料在应用中对强度、耐腐蚀性、抗氧化性的要求；并且在生产过程中能够很大程度上降低气孔及砂眼的出现频率，提高生产效率，并降低生产成本。

Description

海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板及制备

技术领域

本发明涉及合金板材领域，特别是涉及一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，以及这种合金板的制备方法。

背景技术

以美国标准牌号C93800及中国国家标准牌号为代表的ZCuSn8Pb15，按照不同的铸造工艺生产的合金板材具有较高的强度，较强的耐腐蚀性，易切屑性及抗氧化性。此类材料作为船体部件在海水中应用时表现优良，因此广泛应用于造船业。但是，由于其含铅量很高（超过15%）造成了在进行大规格的板材生产时候，容易出现气孔或砂眼，成材率较低，环保性能极差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，以及这种合金板材的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：8%-10%锌，7%-9%锡，2%-3%锰，余量铜。

优选地，由以下重量百分数的组分组成：8%锌，7%锡，2%锰，余量铜。

优选地，由以下重量百分数的组分组成：10%锌，9%锡，3%锰，余量铜。

优选地，由以下重量百分数的组分组成：9%锌，8%锡，2.5%锰，余量铜。

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；

步骤二：用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度约为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；

步骤三：保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；

步骤四：重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；

步骤五：将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。

采用上述技术效果，本发明的有益效果有：

本发明所提供的洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，采用锌和锰金属元素来替代铅元素，使材料具有环保性能的同时，又能保证材料在应用中对强度、耐腐蚀性、抗氧化性的要求；并且在生产过程中能够很大程度上降低气孔及砂眼的出现频率，提高生产效率，并降低生产成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：8%-10%锌，7%-9%锡，2%-3%锰，余量铜。

制备方法如下：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度约为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。

制造好的板材与ZCuSn8Pb15相比，不仅具有较高的强度和耐腐蚀性，而且减少了气孔及砂眼的出现频率，并且满足了环保的要求。

实施例2

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：8%锌，7%锡，2%锰，余量铜。

制备方法如下：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度约为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。

制造好的板材与ZCuSn8Pb15相比，不仅具有较高的强度和耐腐蚀性，而且减少了气孔及砂眼的出现频率，并且满足了环保的要求。

实施例3

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：10%锌，9%锡，3%锰，余量铜。

制备方法如下：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度约为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。

制造好的板材与ZCuSn8Pb15相比，不仅具有较高的强度和耐腐蚀性，而且减少了气孔及砂眼的出现频率，并且满足了环保的要求。

实施例4

一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，由以下重量百分数的组分组成：9%锌，8%锡，2.5%锰，余量铜。

制备方法如下：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度约为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。

制造好的板材与ZCuSn8Pb15相比，不仅具有较高的强度和耐腐蚀性，而且减少了气孔及砂眼的出现频率，并且满足了环保的要求。

表1海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板性能表

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，其特征在于，由以下重量百分数的组分组成：8％锌，7％锡，2％锰，余量铜。

2.一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，其特征在于，由以下重量百分数的组分组成：10％锌，9％锡，3％锰，余量铜。

3.一种海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板，其特征在于，由以下重量百分数的组分组成：9％锌，8％锡，2.5％锰，余量铜。

4.一种上述任一权利要求所述的海洋工程用铸造高强度耐腐蚀无铅的铜基合金板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照配比将电解铜﹑锡﹑锰﹑锌置于工频电炉内，加热至1400度-1500度完全熔化后保温至1300度；

步骤二：用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高厚度为25-28cm的纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化；

步骤三：保温60-90分钟后，用直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；

步骤四：重新升温至1500度，并运用搬运机械装置将铜水依次分批按照板材预期的重量，采用离心铸造的方法，铸造成长度为1500mm、宽度500mm、高度为460mm的板材；

步骤五：将离心铸造的板材进行车铣加工，使其表面广亮，车铣成长度为1400mm、宽度480mm、高度为450mm的成品并包装入库。