CN107022695A - 一种换热器用耐腐蚀铜合金材料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种换热器用耐腐蚀铜合金材料及其生产工艺，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：3.4‑5.2％、Sn：0.15‑0.28％、Al：2.8‑5.2％、Zr：0.02‑0.08％、Cr：0.06‑0.1％、La：0.003‑0.011％、余量为Cu及不可避免的杂质；本发明铜合金材料中加入适量的Zr可消除铜合金中的有害杂质，Cr可有效增强铜合金材料的强度和耐磨性，其中Zr和La配合作用，可明显细化铜合金的晶粒，且使晶粒均匀，可有效提高铜合金材料的耐腐蚀性以及加工性能，本发明铜合金材料的生产工艺通过严格控制各个阶段的温度参数，使最终制备得到的铜合金材料的综合性能达到最佳，具有优异的耐腐蚀性、机械强度以及加工性能。

Description

一种换热器用耐腐蚀铜合金材料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及换热器领域，具体涉及一种换热器用耐腐蚀铜合金材料及其生产工艺。
背景技术
换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。据统计，在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30％，在炼油厂中占全部工艺设备的40％左右，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。
现有的板式换热器是高效、紧凑的换热设备，换热器使用的铜合金材料在满足一定的耐热性、强度的同时，还需要具有较好的耐腐蚀性以及加工性能。但现有的铜合金材料子的耐腐蚀性以及加工性能仍然需要做进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热器用耐腐蚀铜合金材料及其生产工艺，该铜合金材料不仅机械强度高，同时具有优异的耐腐蚀性和加工性能。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：3.4-5.2％、Sn：0.15-0.28％、Al：2.8-5.2％、Zr：0.02-0.08％、Cr：0.06-0.1％、La：0.003-0.011％、余量为Cu及不可避免的杂质。
优选地，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.2-4.8％、Sn：0.2-0.24％、Al：3.6-4.5％、Zr：0.04-0.06％、Cr：0.06-0.08％、La：0.006-0.01％、余量为Cu及不可避免的杂质。
优选地，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.5％、Sn：0.22％、Al：3.8％、Zr：0.06％、Cr：0.06％、La：0.009％、余量为Cu及不可避免的杂质。
本发明中上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按各元素的质量百分比进行原料配料；
(2)将原料置于真空熔炼炉中，于1150-1180℃下进行熔炼；熔炼后将溶液温度降至1080-1100℃，浇入铸模中，冷却至室温，得铸件；
(3)将铸件加热至900-930℃，保温2.5-3h后热轧成板坯，之后经铣面、初轧得板带；
(4)将板带加热至720-750℃，保温1.5-2h，之后以25-28℃/min的降温速度将至300-350℃，随后空冷至室温；
(5)对经步骤(4)处理后的板带进行冷轧，将冷轧后的板带加热350-380℃，保温2-2.5h；
(6)将经步骤(5)处理后的板带进行切边、精轧得板带成品，将该板带成品进行退火处理；最后将退火后的板带成品进行清洗、剪切，即得所述铜合金材料产品。
优选地，所述步骤(1)中，Ni、Sn、Zr、Cr、La是以铜镍合金、铜锡合金、铬锆铜合金、铜镧合金的形式加入。
优选地，所述步骤(6)中退火的加热温度为480-500℃，保温时间为2-3h。
本发明的有益效果：
本发明铜合金材料中加入适量的Zr，可消除铜合金中的有害杂质，加入的Cr可有效增强铜合金材料的强度和耐磨性。其中Zr和La配合作用，可明显细化铜合金的晶粒，且使晶粒均匀，可有效提高铜合金材料的的耐腐蚀性以及加工性能。在此基础上，本发明同合金材料再配以合适量的Ni、Sn、Al，使铜合金的机械强度以及耐腐蚀性有优异。本发明铜合金材料的生产工艺通过严格控制各个阶段的温度参数，使最终制备得到的铜合金材料的综合性能达到最佳，具有优异的耐腐蚀性、机械强度以及加工性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.5％、Sn：0.22％、Al：3.8％、Zr：0.06％、Cr：0.06％、La：0.009％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按各元素的质量百分比进行原料配料，其中Ni、Sn、Zr、Cr、La是以铜镍合金、铜锡合金、铬锆铜合金、铜镧合金的形式加入；
(2)将原料置于真空熔炼炉中，于1150-1180℃下进行熔炼；熔炼后将溶液温度降至1080-1100℃，浇入铸模中，冷却至室温，得铸件；
(3)将铸件加热至900-930℃，保温3h后热轧成板坯，之后经铣面、初轧得板带；
(4)将板带加热至720-750℃，保温1.5h，之后以25-28℃/min的降温速度将至300-350℃，随后空冷至室温；
(5)对经步骤(4)处理后的板带进行冷轧，将冷轧后的板带加热350-380℃，保温2.5h；
(6)将经步骤(5)处理后的板带进行切边、精轧得板带成品，将该板带成品进行退火处理，退火的加热温度为480-500℃，保温时间为2h；最后将退火后的板带成品进行清洗、剪切，即得所述铜合金材料产品。
实施例2：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.8％、Sn：0.2％、Al：4.5％、Zr：0.06％、Cr：0.06％、La：0.01％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按各元素的质量百分比进行原料配料，其中Ni、Sn、Zr、Cr、La是以铜镍合金、铜锡合金、铬锆铜合金、铜镧合金的形式加入；
(2)将原料置于真空熔炼炉中，于1150-1180℃下进行熔炼；熔炼后将溶液温度降至1080-1100℃，浇入铸模中，冷却至室温，得铸件；
(3)将铸件加热至900-930℃，保温2.5h后热轧成板坯，之后经铣面、初轧得板带；
(4)将板带加热至720-750℃，保温2h，之后以25-28℃/min的降温速度将至300-350℃，随后空冷至室温；
(5)对经步骤(4)处理后的板带进行冷轧，将冷轧后的板带加热350-380℃，保温2h；
(6)将经步骤(5)处理后的板带进行切边、精轧得板带成品，将该板带成品进行退火处理，退火的加热温度为480-500℃，保温时间为2.5h；最后将退火后的板带成品进行清洗、剪切，即得所述铜合金材料产品。
实施例3：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：3.4％、Sn：0.15％、Al：5.2％、Zr：0.08％、Cr：0.06％、La：0.011％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
(1)按各元素的质量百分比进行原料配料，其中Ni、Sn、Zr、Cr、La是以铜镍合金、铜锡合金、铬锆铜合金、铜镧合金的形式加入；
(2)将原料置于真空熔炼炉中，于1150-1180℃下进行熔炼；熔炼后将溶液温度降至1080-1100℃，浇入铸模中，冷却至室温，得铸件；
(3)将铸件加热至900-930℃，保温3h后热轧成板坯，之后经铣面、初轧得板带；
(4)将板带加热至720-750℃，保温1.5h，之后以25-28℃/min的降温速度将至300-350℃，随后空冷至室温；
(5)对经步骤(4)处理后的板带进行冷轧，将冷轧后的板带加热350-380℃，保温2h；
(6)将经步骤(5)处理后的板带进行切边、精轧得板带成品，将该板带成品进行退火处理，退火的加热温度为480-500℃，保温时间为3h；最后将退火后的板带成品进行清洗、剪切，即得所述铜合金材料产品。
实施例4：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.2％、Sn：0.24％、Al：3.6％、Zr：0.04％、Cr：0.08％、La：0.006％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺同实施例1。
实施例5：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：5.2％、Sn：0.28％、Al：2.8％、Zr：0.02％、Cr：0.1％、La：0.003％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺同实施例2。
实施例6：
一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.8％、Sn：0.2％、Al：3.5％、Zr：0.05％、Cr：0.08％、La：0.011％、余量为Cu及不可避免的杂质。
上述换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺同实施例1。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种换热器用耐腐蚀铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：3.4-5.2％、Sn：0.15-0.28％、Al：2.8-5.2％、Zr：0.02-0.08％、Cr：0.06-0.1％、La：0.003-0.011％、余量为Cu及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的换热器用耐腐蚀铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.2-4.8％、Sn：0.2-0.24％、Al：3.6-4.5％、Zr：0.04-0.06％、Cr：0.06-0.08％、La：0.006-0.01％、余量为Cu及不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的换热器用耐腐蚀铜合金材料，其特征在于，所述铜合金材料中各元素的质量百分比为：Ni：4.5％、Sn：0.22％、Al：3.8％、Zr：0.06％、Cr：0.06％、La：0.009％、余量为Cu及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1-3任一项所述的换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按各元素的质量百分比进行原料配料；
(2)将原料置于真空熔炼炉中，于1150-1180℃下进行熔炼；熔炼后将溶液温度降至1080-1100℃，浇入铸模中，冷却至室温，得铸件；
(3)将铸件加热至900-930℃，保温2.5-3h后热轧成板坯，之后经铣面、初轧得板带；
(4)将板带加热至720-750℃，保温1.5-2h，之后以25-28℃/min的降温速度将至300-350℃，随后空冷至室温；
(5)对经步骤(4)处理后的板带进行冷轧，将冷轧后的板带加热350-380℃，保温2-2.5h；
(6)将经步骤(5)处理后的板带进行切边、精轧得板带成品，将该板带成品进行退火处理；最后将退火后的板带成品进行清洗、剪切，即得所述铜合金材料产品。
5.根据权利要求4所述的换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，Ni、Sn、Zr、Cr、La是以铜镍合金、铜锡合金、铬锆铜合金、铜镧合金的形式加入。
6.根据权利要求4所述的换热器用耐腐蚀铜合金材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤(6)中退火的加热温度为480-500℃，保温时间为2-3h。
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