CN103352139B - 铜镍合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜镍合金，其中该铜镍合金成分包括(wt％)：Ni9-11％，Fe0.5-0.8％，硼0.005-0.01，Si≤0.13，Sn0.04-0.06，余量的铜。由该铜镍合金制成的换热板具有低成本，较高的强度特性、钎焊性、耐蚀性优异并具有良好的可加工性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜镍合金，具体的说本发明涉及一种适合用于换热器板的铜镍合金材料，更具体地涉及一种换热板，更具体地涉及一种铜镍合金换热板，其具有优异的耐腐蚀性，并且其可加工性能良好。
背景技术
在蒸发器、冷凝器等换热器中，一直使用轻量且导热性良好的铜镍合金。通常，这些换热器的制造是按照以下方法进行：例如通过将板材弯曲、或者由压力加工成型的板材加以层叠，从而形成作为工作流体的冷却扁管。
就耐腐蚀性而言，由于来自外表面和内部的腐蚀，当制冷剂通路管中过早地产生穿通时，制冷剂泄露，无法起到作为换热器的功能，因此，一直在制冷剂通路管的外表面实施防腐蚀处理，由此延长换热器的寿命。以往，采用将A1-Ti系合金作为牺牲阳极材料包覆于板材的外表面，且将该板材成型为偏平管状而使用的方法；或把挤压多孔管作为制冷剂通路管使用的方法。然而，多数换热器的结构是在制冷剂通路管的外表面接合翅片的结构，由于在该方法中制冷剂通路管的外表面不存在钎料，因此，必须使用包覆了钎料的翅片材。此时，由于受到残留于翅片表面的钎料的影响，翅片材的自身耐腐蚀性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此导致换热器制造成本的上升。
在本领域中，利用铜镍合金制成的换热板成本过高，其中Ni元素成本昂贵，导致镍铜合金换热板难以推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热器板的铜镍合金，针对现有技术中的铜镍合金换热器在强度、耐腐蚀性能、可加工性能尚不能满足换热器板恶劣工作条件的要求，提供一种低成本，较高的强度特性、钎焊性、耐蚀性优异并具有良好的可加工性能的铜镍合金材料，及相应的换热板。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种换热器板的铜镍合金，其特征是其具有以下组分和含量：Ni9-11％，Fe0.5-0.8％，硼0.005-0.01，Si≤0.13，Sn0.04-0.06，余量的铜。
本发明还涉及一种铜镍合金制成的换热板。具体的为由上述铜镍合金制成的换热板。
下面说明本发明的铜镍合金的合金成分的意义以及限定理由。
Ni：通过从过饱和固溶体中析出的形式，提高材料的强度，本发明优选的Ni含量为9-11％。
Sn：具有固溶强化和提高耐应力松弛性的作用。要充分发挥这些作用，Sn的含有量优选在0.04-0.06重量％。
Fe：在铜合金中加入适量的Fe有利于细化晶粒、提高合金的耐腐蚀性能，本发明优选添加量为Fe0.5-0.8％。
B：通过向铜镍合金中添加B能够得到提高强度的效果。优选的含量是B：0.005-0.01wt％，若B的含量低于0.005wt％的时候，提高强度的效果不显著，并且B的加入又利于改善合金的润湿性，有利于提高铜镍合金的加工性能，特别是显著提高了合金的冷加工性能。B的含量超过上限，则对铜镍合金的耐蚀性产生不利的影响。优选的，B的含量范围为：0.005-0.01wt％。
另外，本发明还公开了上述换热器板的铜镍合金材料的制备方法，其特征是，将按上述重量百分比配比Ni、Fe、B、Si和Sn的合金原料在氮气保护气氛下加热至1200-1350℃保温40-90min；加入占合金原料总重量0.2-0.6wt％的BaCl2，搅拌60-70min；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为1150-1300℃；然后在750-820℃保温3-7h进行均质化处理，并冷却得到换热器板的铜镍合金。
本发明所述的铜镍合金，经均质化退火后，观察其金相组织，晶粒均匀且细小，对提高铜镍合金的耐蚀性有好处；并且其组织中没有发现大量存在电化学腐蚀的异质相，大大减轻了晶间腐蚀发生的倾向；采用SWAAT实验对合金材料的腐蚀行为进行测试，表明本发明的铜镍合金耐蚀性有显著提高；而且材料的强度与普通的铜镍合金相比也有了显著的提高，本发明的铜镍合金能够到达490MPa以上的强度，本发明描述的铜镍合金适合于加工成换热器板，具有低成本的优点。
具体实施方式：
下面本发明将结合具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明。
按表1所示出的质量百分比，制备本发明所述的铜镍合金。具体的制备工艺过程为：将按表1所示出的百分比配比的Ni、Fe、B、Si和Sn、Cu的合金原料在氮气保护气氛下加热至1250℃保温70min；加入占合金原料总重量0.5wt％的BaCl2，搅拌60min；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为1250℃；然后在780℃保温5h进行均质化处理，并冷却得到换热器板的铜镍合金。
表1母材铜镍合金的化学成分
将得到的铜镍合金进行以下性能检测
材料强度测试
为了测定拉伸强度，在常温下进行标准拉伸试验，测试材料的拉伸强度。将拉伸强度490MPa以上者评价为良好(○)，将低于490MPa者评价为不良(×)。
材料耐腐蚀性能测试
以50×50mm的大小分别切割出试样，进行盐雾试验。腐蚀试验时间设定为800小时，材料表面没有深度超过0.1mm的腐蚀坑、评价为良好(○)，将有超过0.1咖的腐蚀坑的试样评价为腐蚀性差(×)。测试结果显示在表2中。
表2：试样拉伸强度和盐雾试验结果
| 试样编号 | 拉伸强度 | SWAAT试验800小时 |
| 1 | ○ | ○ |
| 2 | ○ | ○ |
| 3 | ○ | ○ |
| 4 | ○ | ○ |
| 5 | ○ | ○ |
| 6 | ○ | ○ |
Claims (3)
1.一种换热器板用铜镍合金，其中该铜镍合金成分包括(wt％)：Ni9-11％，Fe0.5-0.8％，硼0.005-0.01，0.01≤Si≤0.13，Sn0.04-0.06，余量的铜。
2.如权利要求1所述的换热器板用铜镍合金，其中该铜镍合金成分包括(wt％)：Ni10％，Fe0.6％，硼0.007，Si0.10，Sn0.05，余量的铜。
3.一种换热器板用铜镍合金的制备方法，其特征是，将按权利要求1-2所述重量百分比配比Ni、Fe、B、Si和Sn、Cu的合金原料在氮气保护气氛下加热至1200-1350℃保温40-90min；加入占合金原料总重量0.2-0.6wt％的BaCl2，搅拌60-70min；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为1150-1300℃；然后在750-820℃保温3-7h进行均质化处理，并冷却得到换热器板的铜镍合金。
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