CN106756227A - 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金 - Google Patents

一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金 Download PDF

Info

Publication number
CN106756227A
CN106756227A CN201710092266.7A CN201710092266A CN106756227A CN 106756227 A CN106756227 A CN 106756227A CN 201710092266 A CN201710092266 A CN 201710092266A CN 106756227 A CN106756227 A CN 106756227A
Authority
CN
China
Prior art keywords
corrosion resistance
copper alloy
high resiliency
seawater corrosion
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710092266.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张静
徐玉松
黄海
李小兵
彭红兵
孙胡虎杰
刘以新
陆筱彬
陈君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyin Huarui Electrical Polytron Technologies Inc
Original Assignee
Jiangyin Huarui Electrical Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyin Huarui Electrical Polytron Technologies Inc filed Critical Jiangyin Huarui Electrical Polytron Technologies Inc
Priority to CN201710092266.7A priority Critical patent/CN106756227A/zh
Publication of CN106756227A publication Critical patent/CN106756227A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Abstract

本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，铜合金熔炼时加入的合金元素及其重量百分含量为：Ni：15.0~17.0%，Sn 8%~10%，Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti中的至少一种，且Cr、Mn、Nb、Si、Zr、Ti总量为0.03%~0.3%，余量为Cu。本发明所得的合金具有良好的强度和弹性，具有良好的耐海水腐蚀特性。

Description

一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金
技术领域
本发明涉及一种铜合金，尤其是涉及一种具有高弹性且耐海水腐蚀的铜合金，属于合金材料技术领域。
背景技术
铜镍合金是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故俗称白铜；其突出特性是耐海水冲击性能强、抗海水腐蚀性好、抵抗抗海洋污损特性突出。除此之外，白铜还具有良好的冷热加工性能和良好的焊接性能。因此，铜镍合金被广泛应用在船舰制造业，常见的有作为航母的飞机起落架、海水管系、发电设备冷凝器。
但是，应用于海洋船舶方面的铜镍合金常因合金的微观偏析，造成防腐性能下降，严重危害了海洋船舶方面的应用安全。为了减少偏析，国内外学者研究发现，加入其他合金元素或者稀土元素可以有效减少偏析。如添加Si和Al 的Cu-Ni-Sn合金以改善Sn的偏析现象。对在对改善海洋微生物对船舶用合金的防污和海水对合金的防腐的势在必行，若要扩大铜镍锡合金在海洋工程中的应用，就必须寻求方法减少或消除铜镍锡中锡的偏析，这对我国海洋开发乃至国防都有重大意义。
发明内容
解决的技术问题：本发明提供了一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其在CuNiSn合金中加入Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti微量元素，使白铜的性能有效地提高。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：铜合金熔炼时加入的合金元素及其重量百分含量为：
Ni：15.0~17.0%，
Sn 8%~10%，
Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti中的至少一种，
且Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti总量为0.03%~0.3%，余量为Cu。
本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，合金添加微量元素Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti时的重量百分比为：
Cr 0.03%~0.3%，
Mn 0.03%~0.3%，
Nb 0.03%~0.3%，
Si 0.03%~0.3%，
Zr 0.03%~0.3%，
Ti 0.03%~0.3%。
所添加微量元素的作用：
Cr：延缓调幅分解过程，提高合金强度，改善淬火时效样品的塑性。
Mn：延缓或加速合金时效和形变时效过程，提高最佳时效温度，增强硬化效果和在酸中的耐蚀性。
Nb：促进白铜合金的Spinodal分解，加速其Spinodal分解的强化，但同时也促进晶界析出相的长大。亦能细化白铜合金的晶粒，改善其强度和塑性。
Si：固溶之余的Si主要与Ni结合形成Ni2Si和Ni3Si相。由于Ni3Si相难溶于基体，在晶界上析出，占据不连续沉淀物的形核位置，从而起到抑制不连续沉淀物的行核、长大和不连续沉淀物前沿界面移动的作用。而Ni2Si相则相反，经固溶处理后，有大部分Ni2Si相固溶于基体形成过饱和的固溶体。时效过程中，析出的Ni2Si相起到与Ni3Si相相同的作用。
Zr：有效地推迟合金晶界上的连续沉淀过程，因此能有效地促进白铜合金的调幅分解过程，并有效地改善该合金的强度和延性。
Ti：可细化合金的晶粒并提高合金的强度和塑性性能。Ti含量超过0.3％时，Ti能与基体中的Ni结合生成新的第二相Ni3Ti，从而有效地抑制合金中的γ第二相的析出，推迟硬度到达峰值的时效时间，同时，也使胞状组织的生长得到抑制。
本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，熔炼时先加入CuNiSn原料，待CuNiSn原料熔化后，分别加入Cr、Mn、Nb、Si、Zr或Ti纯金属单质中的至少一种，熔炼后进行热处理。
本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，熔炼时当Cr、Mn、Nb、Si、Zr或Ti纯金属单质投料完成后再加入覆盖剂；覆盖剂的添加顺序为先添加冰晶石、后添加硼砂、最后覆盖一层木炭。
本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，所述熔炼温度为1100~1300℃。
本发明一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，熔炼后热处理时：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
与其他弹性铜合金相比，本发明的高弹性、耐海水腐蚀白铜合金无论在强度、导电性还是弹性方面、耐腐蚀、加工性能方面都是非常优良的。微量合金元素的加入解决了白铜合金中Sn元素的偏析导致组织不均匀问题。
本发明的高弹性、耐海水腐蚀的白铜合金的抗拉强度σb ≧930MPa，塑性延伸率δ≧8%，，耐海水腐蚀性好。该铜合金具有高弹性、高强度、高疲劳性，可以广泛的应用于制造仪器、仪表、医疗器械。
具体实施方案
本发明涉及的一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，铜合金熔炼时加入的合金元素及其重量百分含量为：
Ni：15.0~17.0%，
Sn 8%~10%，
Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti中的至少一种，
且Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti总量为0.03%~0.3%，余量为Cu。
其中，合金添加微量元素Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti时的重量百分比为：
Cr 0.03%~0.3%，
Mn 0.03%~0.3%，
Nb 0.03%~0.3%，
Si 0.03%~0.3%，
Zr 0.03%~0.3%，
Ti 0.03%~0.3%。
本发明涉及的一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其在熔炼时先加入CuNiSn原料，待CuNiSn原料熔化后，分别加入Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti纯金属单质，熔炼温度控制为1100~1300℃；熔炼后进行热处理，固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
进一步的，其中熔炼时的投料顺序为：先加入CuNiSn原料，熔化后，分别加入Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti纯金属单质；投料完成后再加入覆盖剂。覆盖剂的添加顺序为先添加冰晶石，后添加硼砂最后覆盖一层木炭。其中，熔炼采用真空感应炉熔炼，熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。成品经后续热处理，具体工艺为固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
下面结合六个具体实施例实验进行说明：
实施例1
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Cr、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
实施例2
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Mn、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
实施例3
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Nb、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
实施例4
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Si、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
实施例5
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Zr、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
实施例6
（1）熔炼：采用真空感应炉熔炼，合金的加入顺序为CuNiSn原料、单质Ti、冰晶石、硼砂、木炭。熔炼温度为1100~1300℃。合金精炼脱气除氧和其他有害杂质，出料成型。
（2）热处理：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
表1 为实施例1-6合金成分配方表（wt.%）
表2为 实施例1-6合金性能表

Claims (6)

1.一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：铜合金熔炼时加入的合金元素及其重量百分含量为：
Ni：15.0~17.0%，
Sn 8%~10%，
Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti中的至少一种，
且Cr、Mn、Nb、Si、Zr、 Ti总量为0.03%~0.3%，余量为Cu。
2.如权利要求1所述一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：合金添加微量元素Cr、Mn、Nb、Si、Zr和Ti时的重量百分比为：
Cr 0.03%~0.3%，
Mn 0.03%~0.3%，
Nb 0.03%~0.3%，
Si 0.03%~0.3%，
Zr 0.03%~0.3%，
Ti 0.03%~0.3%。
3.如权利要求2所述一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：熔炼时先加入CuNiSn原料，待CuNiSn原料熔化后，分别加入Cr、Mn、Nb、Si、Zr或Ti纯金属单质中的至少一种，熔炼后进行热处理。
4.如权利要求2所述一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：熔炼时当Cr、Mn、Nb、Si、Zr或Ti纯金属单质投料完成后再加入覆盖剂；覆盖剂的添加顺序为先添加冰晶石、后添加硼砂、最后覆盖一层木炭。
5.如权利要求2所述一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：所述熔炼温度为1100~1300℃。
6.如权利要求2所述一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金，其特征在于：熔炼后热处理时：固溶温度为700~850℃，保温1~5h，水淬火，时效温度为300~450℃，保温2~6h。
CN201710092266.7A 2017-02-21 2017-02-21 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金 Pending CN106756227A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710092266.7A CN106756227A (zh) 2017-02-21 2017-02-21 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710092266.7A CN106756227A (zh) 2017-02-21 2017-02-21 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106756227A true CN106756227A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58958365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710092266.7A Pending CN106756227A (zh) 2017-02-21 2017-02-21 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106756227A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266901A (zh) * 2018-09-28 2019-01-25 兰州理工大学 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
CN110964942A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 无锡隆达金属材料有限公司 一种高强耐磨铜合金管材的制备工艺
CN111020285A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 无锡隆达金属材料有限公司 一种真空熔炼生产高强铜合金大规格铸锭的方法
CN113755716A (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 大连理工大学 一种高性能铜镍锡合金及其制备方法
CN114086027A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 江西理工大学 一种抗高温软化的Cu-Ni-Sn系高强高弹铜合金及其制备方法
CN114457256A (zh) * 2022-02-23 2022-05-10 江西理工大学 一种抗应力松弛的高强高弹铜合金及其制备方法
CN114457255A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 深圳御矿新材料有限公司 适用于音圈电机的高性能铜合金带箔材
CN115710656A (zh) * 2022-09-20 2023-02-24 宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司 一种高强度高弹性高耐磨Cu-Ni-Sn合金及其制备方法
CN116287857A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 昆明理工大学 一种高弹性高强度高导电Cu-Ni-Sn合金及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102732746A (zh) * 2012-07-18 2012-10-17 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种新型耐蚀白铜合金及其制备方法
CN102758100A (zh) * 2012-07-18 2012-10-31 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种高强高弹锌白铜合金及其加工方法
CN105714148A (zh) * 2016-04-29 2016-06-29 华南理工大学 一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102732746A (zh) * 2012-07-18 2012-10-17 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种新型耐蚀白铜合金及其制备方法
CN102758100A (zh) * 2012-07-18 2012-10-31 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种高强高弹锌白铜合金及其加工方法
CN105714148A (zh) * 2016-04-29 2016-06-29 华南理工大学 一种调幅分解型高强铜镍锡合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
戴圣龙主编: "《铸造手册·第3卷，铸造非铁合金》", 31 July 2011, 机械工业出版社 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266901A (zh) * 2018-09-28 2019-01-25 兰州理工大学 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
CN109266901B (zh) * 2018-09-28 2020-11-17 兰州理工大学 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
CN110964942A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 无锡隆达金属材料有限公司 一种高强耐磨铜合金管材的制备工艺
CN111020285A (zh) * 2019-12-19 2020-04-17 无锡隆达金属材料有限公司 一种真空熔炼生产高强铜合金大规格铸锭的方法
CN110964942B (zh) * 2019-12-19 2021-07-30 江苏隆达超合金股份有限公司 一种高强耐磨铜合金管材的制备工艺
CN111020285B (zh) * 2019-12-19 2021-08-06 江苏隆达超合金股份有限公司 一种真空熔炼生产高强铜合金大规格铸锭的方法
CN113755716A (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 大连理工大学 一种高性能铜镍锡合金及其制备方法
CN114086027A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 江西理工大学 一种抗高温软化的Cu-Ni-Sn系高强高弹铜合金及其制备方法
CN114457255A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 深圳御矿新材料有限公司 适用于音圈电机的高性能铜合金带箔材
CN114457255B (zh) * 2022-01-25 2022-07-15 深圳御矿新材料有限公司 适用于音圈电机的高性能铜合金带箔材
CN114457256A (zh) * 2022-02-23 2022-05-10 江西理工大学 一种抗应力松弛的高强高弹铜合金及其制备方法
CN114457256B (zh) * 2022-02-23 2022-09-27 江西理工大学 一种抗应力松弛的高强高弹铜合金及其制备方法
CN115710656A (zh) * 2022-09-20 2023-02-24 宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司 一种高强度高弹性高耐磨Cu-Ni-Sn合金及其制备方法
CN115710656B (zh) * 2022-09-20 2024-01-30 宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司 一种高强度高弹性高耐磨Cu-Ni-Sn合金及其制备方法
CN116287857A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 昆明理工大学 一种高弹性高强度高导电Cu-Ni-Sn合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106756227A (zh) 一种高弹性、耐海水腐蚀的铜合金
CN100557053C (zh) 高强高韧耐蚀Al-Zn-Mg-（Cu）合金
CN111187950B (zh) 6系铝合金及其制备方法，移动终端
CN104630556B (zh) 一种超高强高韧高耐蚀CuNiSiNbSn系弹性铜合金及其制备方法
CN103114245B (zh) 一种耐磨衬板及其制备方法
CN104745903A (zh) 一种480MPa级铝合金油管用铝合金及其管材制造方法
CN105568090B (zh) 耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金及其管材制造方法
CN103290264B (zh) 一种含锶铸造锌合金及其制备方法
CN102766822A (zh) 一种搪玻璃用高强度钢板及其制造方法
CN105349852A (zh) 高强度铝合金
CN110629070A (zh) 一种高弹性、耐腐蚀、耐磨Cu-Ni-Sn合金制备方法
CN105861892A (zh) 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺
CN103866167A (zh) 一种铝合金及其合金板材、以及合金板材的制备方法
CN107058796A (zh) 一种稀土微合金化铜基合金、制备方法及挤压成棒材的方法
CN104694779B (zh) 一种b30材料及其制备方法
CN104131232A (zh) 一种抗海水腐蚀钢管及其制造方法
CN105568113A (zh) 一种高强度Fe-Ni-Cr基高温耐蚀合金的复合强韧化工艺
CN110629079A (zh) 用于新能源汽车的铝合金材料
CN114032417A (zh) 一种耐冲刷腐蚀的铜镍合金及其制备方法
CN103498109A (zh) 一种挖掘机斗齿及其制备方法
CN102304687A (zh) 铝青铜热处理工艺
CN105970115A (zh) 一种经济型高性能含铜易切削奥氏体不锈钢合金材料
CN106834806B (zh) 一种耐蚀锌合金及其制备方法
CN108441782B (zh) 一种高碳当量耐腐蚀钢筋及其热处理方法
CN109593998B (zh) 500MPa级低Cu无Mg铝合金及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531