CN114107732A - 高镍铁白铜带材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明申请涉及一种高镍铁白铜带材及其制备方法,其中高镍铁白铜带材的制备方法,包括下列步骤:将高镍铁白铜的铸锭进行均匀化处理,得到均匀化的铸锭;将所述均匀化铸锭进行热轧,得到厚度为15~18mm的板材;对所述板材进行第一退火处理,再进行冷精轧,得到厚度0.2~1.5mm的合金带材;对所述合金带材进行第二退火并酸洗,得到高镍铁白铜带材。本申请提供的高镍铁白铜带材及其制备方法,通过均匀化处理和初始热轧,使铸锭热加工过程中具有足够的热加工性能,避免表面产生较厚的氧化层,通过退火工艺及酸洗工艺可在保证合金性能的同时,使合金具有良好的表面质量,成功实现铁白铜合金带材的大规模生产。

Description

高镍铁白铜带材及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料领域,特别是涉及一种高镍铁白铜带材及其制备方法。
背景技术
与常规白铜合金相比,铁白铜不仅具有强度更高、晶粒更细化的优点,还能够更加耐腐蚀开裂。尤其地,铁白铜的耐海水腐蚀性能是常见铜合金中最好的,且该合金还具有超强的抗生物淤积能力,被称为“海洋工程合金”,被大量用于舰艇制造、海水淡化、换热设备、海上石油开采平台等海水腐蚀环境中的设备及部件。
然而,铁白铜需要以棒、管或带材的具体形式生产、运输和使用,目前铁白铜加工产品以棒、管材为主,压延产品较少,因为铁白铜的延展性不算很好,所以带材的工业化生产具有较大难度。
发明内容
基于此,有必要针对上述提到的至少一个问题,提供一种高镍铁白铜带材及其制备方法。
第一个方面,本申请提供了一种高镍铁白铜带材,以重量百分数计,包括镍27~33%,铁0.5~2%,锰小于或等于1.5%,余量为铜;所述高镍铁白铜带材的厚度为0.2~1.5mm,宽度400~850mm。
在第一个方面的某些实现方式中,包括30%的镍,1.2%的铁,0.8%的锰,余量为铜。
第二个方面,本申请提供了一种高镍铁白铜带材的制备方法,包括下列步骤:
将包含如本申请第一个方面中任一项描述的高镍铁白铜的铸锭进行均匀化处理,得到均匀化的铸锭;
将所述均匀化铸锭进行热轧,得到厚度为15~18mm的板材;
对所述板材进行第一退火处理,再进行冷精轧,得到厚度0.2~1.5mm的合金带材;
对所述合金带材进行第二退火并酸洗,得到高镍铁白铜带材。
在第二个方面的某些实现方式中,所述均匀化处理的处理过程包括:将所述铸锭在氢气和氮气的混合保护气氛下,加热至1050~1120℃,并保温4~8小时。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述将所述均匀化铸锭进行热轧,包括:
所述热轧的开轧温度为1000~1080℃,热轧道次7~11次,终轧温度为850~950℃;
热轧后,对得到的板材进行水冷淬火处理。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述对所述板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:
对所述板材进行铣面处理,铣面的铣削厚度为单面0.5~0.8mm。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述对所述板材进行铣面处理的步骤之后,所述对所述板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:对铣面处理后的板材进行若干次冷粗轧。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述第一次退火处理的工艺参数包括:
炉内升温速率为80~150℃/分钟,退火温度650~750℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间5~10小时;所述氢气的含量为25~75%。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述第二次退火处理的工艺参数包括:
炉内升温速率为75~140℃/分钟,退火温度670~800℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间4~8小时;所述氢气的含量为25~75%。
结合第二个方面和上述实现方式,在第二个方面的某些实现方式中,所述对所述合金带材进行第二退火并酸洗的步骤中,酸洗的酸液采用硝酸和/或硫酸,以质量百分数计,所述酸液的浓度为10~25%。
本发明的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果:
本申请提供的高镍铁白铜带材及其制备方法,通过均匀化处理和初始热轧,将铸锭热加工过程中具有足够的热加工性能,避免表面产生较厚的氧化层,通过退火工艺及酸洗工艺可在保证合金性能的同时,使合金具有良好的表面质量,成功实现铁白铜合金带材的大规模生产。
本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出,并将从后续的描述中详细得到理解,或通过对本发明的具体实施了解到。
附图说明
图1为本发明一实施例中高镍铁白铜带材制备方法的方法流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可能的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的,用于使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面,而不能解释为对本发明的限制。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本发明的特征是非必要技术的,则可能将这些技术细节予以省略。
相关领域的技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。
本申请第一个方面的实施例提供了一种高镍铁白铜带材,以重量百分数计,包括镍27~33%,铁0.5~2%,锰小于或等于1.5%,余量为铜;高镍铁白铜带材的厚度为0.2~1.5mm,宽度400~850mm。
可选的,在第一个方面实施例的某一具体实现方式中,高镍铁白铜的成分中包括30%的镍,1.8%的铁,0.8%的锰,高镍铁白铜的其余材料元素为铜。
本申请第二个方面的实施例提供了一种高镍铁白铜带材的制备方法,如图1所示,包括下列步骤:
S100:将包含如本申请第一个方面描述的高镍铁白铜的铸锭进行均匀化处理,得到均匀化的铸锭。可选的,均匀化处理的处理过程包括:将铸锭在氢气和氮气的混合保护气氛下,加热至1050~1120℃,并保温4~8小时。氢气和氮气的混合气氛中,氢气占比可以为5%~50%。
S200:将均匀化铸锭进行热轧,得到厚度为15~18mm的板材。可选的,该步骤中将均匀化铸锭进行热轧,具体的工艺步骤包括:热轧的开轧温度为1000~1080℃,热轧道次7~11次,终轧温度为850~950℃;热轧后,对得到的板材进行水冷淬火处理,可具体采用冷水喷淋的方式进行淬火处理。
S300:对板材进行第一退火处理,再进行冷精轧,得到厚度0.2~1.5mm的合金带材。可选的,结合前述的实现方式,S300中对板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:对板材进行铣面处理,铣面的铣削厚度为单面0.5~0.8mm。尽管在惰性气氛和还原气氛中进行热轧,但板材表面仍可能存在一定的氧化层,将其铣削下去之后,可避免这些氧化层对带材的表面质量产生不利影响。
第一退火处理属于中间退火,该中间退火工艺采用罩式退火炉,退火的板材厚度为1.8~3.0mm,炉气升温速率80~150℃/分钟。料温(退火的板材)测定采用铜箔包裹热电偶前段,并将其置于铜卷层间隙位置,或于铜卷侧面钻孔并将热电偶插入孔中,使热电偶与料卷充分接触,并使热电偶固定在料卷上。待实测料温达到预定温度后,开始计算保温时间。退火温度650~750℃,保温时间5~10小时,炉气温度采用H2和N2的混合气体,其中H2比例25~75%。到达预定保温时间后,停止加热并随炉冷却,冷却过程中可以采用风机及冷水对罩式炉进行强化冷却。待料温冷却至70℃以下后,将板材的料卷出炉。
可选的,S300中对板材进行铣面处理的步骤之后,对板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:对铣面处理后的板材进行若干次冷粗轧。通过多次反复地冷粗轧,可以使得板材逐步被加工到需要的尺寸,为冷精轧打下基础。
可选的,第一次退火处理的工艺参数包括:炉内升温速率为80~150℃/分钟,退火温度650~750℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间5~10小时;氢气的含量为25~75%。
S400:对合金带材进行第二退火并酸洗,得到高镍铁白铜带材。可选的,S400中第二次退火处理的工艺参数包括:炉内升温速率为75~140℃/分钟,退火温度670~800℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间4~8小时;氢气的含量为25~75%。
可选的,结合第二个方面实施例和上述实现方式,在第二个方面实施例的某些实现方式中,对合金带材进行第二退火并酸洗的步骤中,酸洗的酸液采用硝酸和/或硫酸,以质量百分数计,酸液的浓度为10~25%。
本申请提供的高镍铁白铜带材及其制备方法,通过均匀化处理和初始热轧,使铸锭热加工过程中具有足够的热加工性能,避免表面产生较厚的氧化层,通过退火工艺及酸洗工艺可在保证合金性能的同时,使合金具有良好的表面质量,成功实现铁白铜合金带材的大规模生产。所制备的高镍铁白铜带材,其性能满足以下要求:抗拉强度350~450MPa,延伸率≥40%,且具有良好的表面质量及银白色的金属光泽。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种高镍铁白铜带材,其特征在于,以重量百分数计,包括镍27~33%,铁0.5~2%,锰小于或等于1.5%,余量为铜;所述高镍铁白铜带材的厚度为0.2~1.5mm,宽度400~850mm。
2.根据权利要求1所述的高镍铁白铜带材,其特征在于,包括30%的镍,1.2%的铁,0.8%的锰,余量为铜。
3.一种高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
将包含如权利要求1或2所述的高镍铁白铜的铸锭进行均匀化处理,得到均匀化的铸锭;
将所述均匀化铸锭进行热轧,得到厚度为15~18mm的板材;
对所述板材进行第一退火处理,再进行冷精轧,得到厚度0.2~1.5mm的合金带材;
对所述合金带材进行第二退火并酸洗,得到高镍铁白铜带材。
4.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述均匀化处理的处理过程包括:将所述铸锭在氢气和氮气的混合保护气氛下,加热至1050~1120℃,并保温4~8小时。
5.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述将所述均匀化铸锭进行热轧,包括:
所述热轧的开轧温度为1000~1080℃,热轧道次7~11次,终轧温度为850~950℃;
热轧后,对得到的板材进行水冷淬火处理。
6.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述对所述板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:
对所述板材进行铣面处理,铣面的铣削厚度为单面0.5~0.8mm。
7.根据权利要求6所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述对所述板材进行铣面处理的步骤之后,所述对所述板材进行第一退火处理的步骤之前,还包括:对铣面处理后的板材进行若干次冷粗轧。
8.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述第一次退火处理的工艺参数包括:
炉内升温速率为80~150℃/分钟,退火温度650~750℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间5~10小时;所述氢气的含量为25~75%。
9.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述第二次退火处理的工艺参数包括:
炉内升温速率为75~140℃/分钟,退火温度670~800℃,在氢气和氮气的混合气氛下保温时间4~8小时;所述氢气的含量为25~75%。
10.根据权利要求3所述的高镍铁白铜带材的制备方法,其特征在于,所述对所述合金带材进行第二退火并酸洗的步骤中,酸洗的酸液采用硝酸和/或硫酸,以质量百分数计,所述酸液的浓度为10~25%。
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