CN107447127B - 一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程领域，具体公开了一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法。所述铜合金的元素组成及质量百分比为：7‑10%的Ni，5‑10.5%的Al，0.15‑1%的Fe，0.5‑1.5%的Mn，0.15‑1%的Ti，0.05‑0.15%的P，0.2‑0.6%的Mg，0.005‑0.01%的B，余量为铜。制备中，顺序加入电解铜、覆盖剂、CnMn中间合金、CuCo中间合金、CuFe中间合金、电解镍、纯铬、电解铝、纯硅和覆盖剂，然后磷铜脱氧，搅拌捞渣，升温，出炉。该制备方法具有成本低、效率高的优点，铜合金材料具有耐含砂海水冲蚀腐蚀、海洋生物腐蚀和海水高流速腐蚀等性能，可满足海洋工程对耐腐蚀磨损材料的要求。

Description

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及海洋工程及海洋装备领域，具体涉及一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法。

背景技术

在海洋工程中，船舰海水系统管路由于与海水直接接触且大多布置于舱底，工作环境苛刻，海水对其腐蚀的问题一直是制约其发挥最大效能的突出问题。在船舰中，泵、阀体、海洋管道装置用管和叶片螺旋桨对耐蚀性的要求比较高。在海洋环境下的金属构件中，失效类型主要有冲蚀磨损、均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、空泡腐蚀等，这些失效类型往往与结构设计、冶金因素和使用工况有关。

海水冲蚀腐蚀主要是流动的海水对金属构件的冲刷作用下，金属材料表面组织和性能发生了改变，发生表面材料流失失效。在高速状态下，实际上常观察到局部沸腾。例如，以高速流经叶轮或推进器表面的海水，将在截面突变时(如叶梢)产生极低的压力。这样，蒸汽泡便形成了，但海水向下流到某处时气泡又会重新破裂。这些蒸汽泡的破裂而造成金属的局部压缩破坏。金属碎片脱落后，新的活化金属暴露在腐蚀性的海水中。因此，海水中的空泡腐蚀造成的金属损坏通常使金属既受机械损伤，又受腐蚀损伤。该类腐蚀多呈蜂窝状形式。

由于海水是一种强电解质，当腐蚀电位不同的两种金属连接并暴露在海洋环境中时，通常会产生严重的电偶腐蚀。在连接的电偶中，一种金属充当阳极，另一种金属充当阴极。电偶腐蚀的程度主要取决于两种金属在海水中的电偶序的相对差别及相对面积比。通常两种金属的接触电位差愈大，金属腐蚀得愈严重，因为电偶腐蚀的动力愈大。

在目前的海洋工程中主要使用的耐蚀金属材料主要有铜及铜合金。近年来纯铜已经逐渐被Cu-Ni白铜B10、B30和添加铁的铁白铜BFe10-1-1、BFe30-1-1替代。BFe10-1-1合金是以10%的Ni为主要元素加入铜中的合金，同时还添加Fe、Mn等其它元素。由于B10合金的耐蚀性较好，因而在海洋工程中得到了广泛应用。B30合金比B10的含镍量要高，所以它的耐蚀性更好，但成本相对大幅度增加。铁白铜中铁的加入量不超过2%，以防腐蚀开裂，其特点是强度高和抗腐蚀，特别是抗流动海水腐蚀的能力可明显提高。但在如东海等砂量高的海域环境中仍发生比较严重冲蚀或冲蚀腐蚀，对螺旋桨、管道弯头、海水泵叶片、管道阀座等关键部位造成显著的冲蚀腐蚀时效，严重影响设备的正常使用，使得船舶在航率减少，事故隐患增加。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法，增加铜合金材料的硬度和抵抗含砂海水冲蚀腐蚀的性能，提高合金的使用寿命。

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，所含的元素成分及其质量百分比分别为：Ni：7.0-10.0%；Al：5.0-10.5%；Fe：0.15-1.0%；Mn：0.5-1.5%；Ti：0.15-1.0%；P：0.05-0.15%；Mg：0.2-0.6%；B：0.005-0.01%；余量为Cu和不可避免的杂质元素。

本发明还保护制备上述一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照上述元素成分的质量百分比称取电解镍、电解铝和纯镁，其中，以Cu-Mn中间合金、Cu-Fe中间合金、Cu-Ti中间合金、Cu-P中间合金、Cu-B中间合金和电解铜的形式引入Mn、Fe、Ti、P、B和铜；

（2）将熔炼炉预热后加热升温至1150-1200℃，然后加入步骤（1）称取的电解铜进行熔化，采用覆盖剂第一次覆盖；顺序加入步骤（1）称取的Cn-Mn中间合金、Cu-Ti中间合金、电解镍和 Cu-Fe中间合金，每个顺序之间加入的时间间隔为1-2min，加入过程中用石墨棒搅拌；然后再顺序加入步骤（1）称取的电解铝和纯镁，每个顺序之间加入的时间间隔为1-2min，加入过程中用石墨棒搅拌；采用覆盖剂第二次覆盖；加入步骤（1）称取的Cu-B中间合金；再加Cu-P中间合金脱氧及微合金化；搅拌捞渣，升温至1200-1250 ℃出炉，大气环境熔炼；

（3）浇注成型或成铸件，在800-850 ℃下保温处理10 h进行均匀化退火。

进一步的，对采用该方法制备的铜合金加工成的工件进行机加工后去应力退火，退火温度为300℃，时间为2h。

进一步的，步骤（2）中熔炼炉采用炉衬材料为硅砂的中频无铁芯感应电炉，预热和烘烤至暗红形成炉胆。

进一步的，所述覆盖剂为无水冰晶石与石墨粉的混合物。

进一步的，所述覆盖剂中冰晶石与石墨粉的重量比为1:2。

进一步的，所述覆盖剂的总加入量为铜合金质量的2.0%-2.5%。

进一步的，所述覆盖剂第一次覆盖量为总加入量的70%，第二次覆盖量为总加入量的30%。

本发明设计开发的是一种具有较高抵抗含砂海水冲蚀腐蚀的特种铜合金材料。考虑冲蚀腐蚀行为及其影响因素，本发明以Cu、Ni、Al、Fe、Mn、Ti为主要添加元素，以P、Mg、B微量添加元素制备的新型海洋工况用耐冲蚀铜合金，各元素的主要作用介绍如下：

(1)Ni的作用：

铜和镍可以无限互溶，Ni具有固溶强化和阻碍合金中电子迁移、离子迁移激活能的作用。同时Ni的加入扩大α相区，提高了合金的强度、硬度和热稳定性。。

(2) Al的作用：

当铝的含量增加到12.5%时，硬度急剧增加，导热系数随着Al含量增加而急剧降低。由于Al的标准电极电位是-1.66 V，所以它更易形成阳离子，与环境中的氧结合，在表面形成致密而硬度较高的氧化铝薄膜，可以防止合金的进一步氧化，从而阻止基体进一步腐蚀。另外，Cu-Ni合金中加入Al时可发生Ni₃Al沉淀硬化，提高了合金的强度和硬度。铝在提高白铜抗蚀性的同时，冷成形性下降。

(3) Fe的作用：

向Cu-Ni合金中加入适量的铁有利于晶粒细化，并和铝、镍等元素形成金属化合物而析出，提高了耐冲蚀性能。但是当铁含量过多时，合金的腐蚀电位降低，从而影响腐蚀性能。向铜合金中加入适量的Fe时可以提高Cu-Ni合金的耐海水冲蚀性能。

(4) Mn的作用：

锰在熔炼过程中既可以作为脱氧剂，也可以提高熔体的流动性。在Cu-Ni-Mn合金中可以和Ni形成MnNi化合物而使合金发生沉淀强化，Mn还能提高合金抗流动海水冲蚀能力。

(5) Ti的作用：

向Cu-Ni合金中加入少量的钛，可提高合金的强度、硬度和耐蚀性，Ti和Ni形成了Ni₃Ti化合物，同时添加Fe、Al、Ti还可以形成复杂化合物相k相，从而具有弥散强化效应。钛还可以抑制晶界反应，避免晶界合金元素贫化，避免晶界腐蚀的发生。

(6) P的作用：

P的主要作用是净化合金熔体，提高合金液的流动性，脱除O、S、Bi、Sb等有害杂质，适量添加还具有与Fe形成Fe₃P强化质点，具有一定的弥散强化作用。

(7) Mg的作用：

Mg在合金中具有降低合金液相线温度，改善合金铸造工艺性能，提高合金冷热加工性能，改善耐腐蚀性能的作用，微量添加对合金的传导性影响不大。

(8) B的作用：

B具有较大的活性，微量B的加入可以吸附在晶界阻碍晶界迁移，从而具有显著的细化晶粒的作用，从而提高铜合金基体的强度和硬度，提高抗冲蚀性能，也具有避免晶界腐蚀的作用。

本发明的有益效果：

一、本发明所述铜合金包含Cu、Ni、Al、Fe、Mn、Ti、 P、Mg和B多种元素。各元素除发挥其本身的金属特性外，元素之间的相互作用对所制备合金的质量也具有重要的作用，其中，在Cu-Ni合金中加入Al时可发生Ni₃Al沉淀硬化，提高合金的强度和硬度；加入适量的铁有利于晶粒细化，并和铝、镍等元素形成金属化合物而析出，提高耐冲蚀性能，P与Fe还可形成Fe₃P强化质点，具有一定的弥散强化作用；在Cu-Ni-Mn合金中可以和Ni形成MnNi化合物而使合金发生沉淀强化；向Cu-Ni合金中加入少量的钛，可提高合金的强度、硬度和耐蚀性，Ti和Ni形成了Ni₃Ti化合物，同时添加Fe、Al、Ti还可以形成复杂化合物相k相，从而具有弥散强化效应。总之，合金中个元素协同作用能够提高铜合金基体的强度和硬度，提高抗冲蚀性能，也具有避免晶界腐蚀的作用。最终制备的铜合金退火后标准电极电位是+0.0452-+0.1841 V，硬度明显提高，可达127-224 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.35mg/h(冲刷速度8-14m/s)，是一种质量性质良好的海洋工况用耐冲蚀铜合金。

二、本发明所述铜合金的制备方法中，使用冰晶石和石墨粉的混合物进行覆盖，第一次覆盖用来清渣、除气和除杂质，第二次为补充损耗；原料添加过程中高熔度合金元素先添加，低熔点和一氧化合金后添加，主要是避免烧损；原料添加完毕后升温，提高合金流动性，使充型饱满。制备的铜合金均匀性好、残留应力小、成本低，效率高，具有耐海水腐蚀磨损、耐海洋生物腐蚀、耐高流速腐蚀等性能，可满足海洋工程关键部件如阀座、管道弯头等对耐海水腐蚀磨损的要求。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为7.0%的Ni，5.0%的Al，0.15%的Fe，0.5%的Mn，0.15%的Ti，0.05%的P，0.2%的Mg和0.005%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

上述海洋工况用耐冲蚀铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

(2)熔炼

采用中频无铁芯感应电炉，炉衬材料为硅砂。熔炼合金的覆盖剂选用无水冰晶石与石墨粉的混合物，其中，无水冰晶石和石墨粉的比例为1:2，石墨粉和无水冰晶石的纯度均>99%。首先进行烘烤和预热至暗红形成炉胆；升温至1150-1200℃；加入电解铜熔化；加入铜合金总量的1.4%的覆盖剂进行第一次覆盖；顺序加入Cn-Mn中间合金、Cu-Ti中间合金、电解镍和 Cu-Fe中间合金，每种原料加入的时间间隔为1-2min，加入过程中持续用石墨棒搅拌；顺序加入电解铝和纯镁，每种原料加入的时间间隔为1-2min，加入过程中持续用石墨棒搅拌；加入铜合金总量的0.6%的覆盖剂进行第二次覆盖；加入Cu-B中间合金；加Cu-P中间合金脱氧及微合金化；搅拌捞渣，升温至1200-1250 ℃，取样，测温，出炉，大气环境熔炼；

(3)均匀化退火

为了减少合金成分的偏析，提高合金基体的耐腐蚀性，应在800-850 ℃下退火10h。

（4）机械加工

根据零件图进行车、铣、磨削等粗、半精、精机械加工。

（5）去应力退火

为了消除零件的机械加工造成的内应力，可以对工件进行去应力退火，具体工艺为300 ℃、2h。

（6）检验与入库

加工完产品经检验合格后包装、入库备用。

采用本发明方法制得的铜合金的性能指标为: 退火后的标准电极电位是+0.1841V，硬度127 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.35mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例2

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为8.5%的Ni，7.0%的Al，0.55%的Fe，1.0%的Mn，0.5%的Ti，0.1%的P，0.4%的Mg和0.0075%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.47%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.63%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.1103 V，硬度175 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.35mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例3

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为10.0%的Ni，10.5%的Al，1.0%的Fe，1.5%的Mn，1.0%的Ti，0.15%的P，0.6%的Mg和0.01%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.54%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.66%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.0452 V，硬度224 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.25mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例4

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为7.5%的Ni，6.0%的Al，0.25%的Fe，0.75%的Mn，0.2%的Ti，0.07%的P，0.3%的Mg和0.006%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.61%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.69%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.0678 V，硬度216 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.29mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例5

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为8.0%的Ni，8.0%的Al，0.35%的Fe，0.9%的Mn，0.3%的Ti，0.09%的P，0.5%的Mg和0.009%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.68%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.72%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.0925 V，硬度193 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.33mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例6

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为9.0%的Ni，10.0%的Al，0.45%的Fe，1.1%的Mn，0.7%的Ti，0.11%的P，0.35%的Mg和0.008%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.68%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.72%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.1254 V，硬度167 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.33mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例7

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为9.5%的Ni，9.0%的Al，0.65%的Fe，1.3%的Mn，0.9%的Ti，0.13%的P，0.45%的Mg和0.0095%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.75%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.75%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.1574 V，硬度148 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.35mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

实施例8

一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其含有的元素成分及其对应的质量百分比分别为10.0%的Ni，7.5%的Al，0.85%的Fe，1.4%的Mn，0.8%的Ti，0.08%的P，0.55%的Mg和0.007%的B，余量为铜和不可避免的杂质元素。

按照上述质量百分比，取以下原料：Cu-Mn中间合金，其中Mn的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-Fe中间合金，其中Fe的质量百分比为≥9.8%，余量为铜；电解Ni，其中Ni的质量百分比为≥99.9%；电解Al，其中Al的质量百分比为≥99.9%；电解Cu，其中Cu的质量百分比为≥99.9%；Cu-Ti中间合金，其中Ti的质量百分比为≥19.8%，余量为铜；Cu-P中间合金，其中P的质量百分比为≥1.49%，余量为铜；纯Mg，其中Mg的质量百分比为≥99.9%；Cu-B中间合金，其中B的质量百分比为≥0.49%，余量为铜。

利用上述原料制备海洋工况用耐冲蚀铜合金材料，制备方法与实施例1中所述的制备方法大致相同，不同之处在于：第一次覆盖加入铜合金总量的1.75%的覆盖剂，第二次覆盖加入铜合金总量的0.75%的覆盖剂。制得的铜合金的性能指标为:退火后的标准电极电位是+0.1681 V，硬度132 HBW，海水条件下冲蚀腐蚀速率低于0.35mg/h(冲刷速度8-14m/s)。

另外，需要说明的是，以上所述的实施例应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种海洋工况用耐冲蚀铜合金，其特征在于：所含的元素成分及其质量百分比分别为：Ni：7.0-10.0%；Al：5.0-10.5%；Fe：0.15-1.0%；Mn：0.5-1.5%；Ti：0.15-1.0%；P：0.05-0.15%；Mg：0.2-0.6%；B：0.005-0.01%；余量为Cu和不可避免的杂质元素。

2.制备如权利要求1所述的一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）按照权利要求1元素成分的质量百分比称取电解镍、电解铝和纯镁，其中，以Cu-Mn中间合金、Cu-Fe中间合金、Cu-Ti中间合金、Cu-P中间合金、Cu-B中间合金和电解铜的形式引入Mn、Fe、Ti、P、B和铜；

（2）将熔炼炉预热后加热升温至1150-1200℃，然后加入步骤（1）称取的电解铜进行熔化，采用覆盖剂第一次覆盖；顺序加入步骤（1）称取的Cn-Mn中间合金、Cu-Ti中间合金、电解镍和 Cu-Fe中间合金，每个顺序之间加入的时间间隔为1-2min，加入过程中用石墨棒搅拌；然后再顺序加入步骤（1）称取的电解铝和纯镁，每个顺序之间加入的时间间隔为1-2min，加入过程中用石墨棒搅拌；采用覆盖剂第二次覆盖；加入步骤（1）称取的Cu-B中间合金；再加Cu-P中间合金脱氧及微合金化；搅拌捞渣，升温至1200-1250 ℃出炉，大气环境熔炼；

（3）浇注成型或成铸件，在800-850 ℃下保温处理10 h进行均匀化退火。

3.如权利要求2所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：对采用该方法制备的铜合金加工成的工件进行机加工后去应力退火，退火温度为300℃，时间为2h。

4.如权利要求2所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：步骤（2）中熔炼炉采用炉衬材料为硅砂的中频无铁芯感应电炉，预热和烘烤至暗红形成炉胆。

5.如权利要求2所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：所述覆盖剂为无水冰晶石与石墨粉的混合物。

6.如权利要求5所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：所述覆盖剂中冰晶石与石墨粉的重量比为1:2。

7.如权利要求6所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：所述覆盖剂的总加入量为铜合金质量的2.0%-2.5%。

8.如权利要求7所述制备一种海洋工况用耐冲蚀铜合金的方法，其特征在于：所述覆盖剂第一次覆盖量为总加入量的70%，第二次覆盖量为总加入量的30%。