CN116694942A - 一种铜合金及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及合金技术领域，公开一种铜合金及其制备方法与应用。该制备方法包括在Cu中掺杂多种改性元素，每种改性元素的熔点低于Cu的熔点，每种改性元素的沸点高于Cu的熔点。按照配比Cu：100wt%、Te：0.25~0.45wt%、Ge：0.1~0.3wt%、Sb：0.002~0.008wt%和Bi：0.0001~0.002wt%进行混合、熔化、混匀和预晶化。熔化包括在1083~1300℃初始温度中，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi加热熔融，再搅拌混匀，得到混匀液。预晶化包括将混匀液降温至907~938℃保持2~3h。Te、Ge、Sb、Bi和Cu在1083~1300℃温度中全部熔化，又经搅拌，得到的混匀液的凝固点下降至907~938℃，将预晶化温度降低至混匀液的凝固点附近，各分子之间逐渐缔合，从而能在后续的冷却中形成准晶态结构，得到的铜合金具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
Description
技术领域
本申请涉及合金技术领域，更具体地说，涉及一种铜合金及其制备方法与应用。
背景技术
随着社会的发展，机械等领域的产业对具有高强度、高韧性、高耐磨性、强耐腐蚀性材料的需求越来越旺。铜是在自然界资源丰富且具有较优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性等性质，广泛地应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、交通、轻工等领域，但纯铜还不能满足一些领域的使用需求。为此，社会对铜合金技术进行了广泛的研究和应用。
铜合金是指铜与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。目前，相关的一些铜合金在兼具高强度、高韧性、高耐磨性、强耐腐蚀性的性质上还需要进一步提升，以满足不断发展的产业需求。
发明内容
为了进一步提升铜合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，本申请提出了一种铜合金及其制备方法与应用，以满足一些领域的使用需求。为此，本申请采用了以下技术方案。
第一方面，本申请提出了一种铜合金的制备方法，并提出以下技术方案。
一种铜合金的制备方法，所述制备方法包括：
在Cu中掺杂多种改性元素，每种所述改性元素的熔点低于Cu的熔点，每种所述改性元素的沸点高于Cu的熔点；以Cu为基准物，所述改性元素按照Cu的百分比添加，按照配比Cu：100wt％、Te：0.25～0.45wt％、Ge：0.1～0.3wt％、Sb：0.002～0.008wt％和Bi：0.0001～0.002wt％，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi混合，再熔炼，得到所述铜合金；
所述熔炼包括熔化、混匀和预晶化；
所述熔化包括在1083～1300℃初始温度中，将混合的Cu、Te、Ge、Sb和Bi加热熔融，得到熔融液；
所述混匀包括将所述熔融液在1083～1300℃温度中搅拌混匀，得到混匀液；
所述预晶化包括将所述混匀液降温至907～938℃的预晶化温度，并保持2～3h，得到匀质液，所述匀质液为液态的所述铜合金。
通过采用上述技术方案，由于Cu的熔点为1083℃、沸点为2562℃，Te的熔点为452℃、沸点为1390℃，Ge的熔点为937℃、沸点为2830℃，Sb的熔点为630℃、沸点为1635℃，Bi的熔点为271℃、沸点为1564℃，每种所述改性元素的熔点低于Cu的熔点，每种所述改性元素的沸点高于Cu的熔点，Cu的熔点为1083℃，每种改性元素的沸点均高于1300℃，因而在1083～1300℃初始温度中，Te、Ge、Sb、Bi和Cu全部熔化且不沸腾，在1083～1300℃温度中搅拌混匀，液态的Te、Ge、Sb、Bi和Cu混合均匀。选用熔点低于Cu的金属和非金属元素作为掺杂剂，相比于熔点高于Cu的金属和非金属元素作为掺杂剂，更容易掺杂进入后续冷却成型的Cu晶格中，获得更高强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性的铜合金。在上述配比中，Cu作为主剂，Cu以100％的质量计算，其他成分作为掺杂剂，以上配方表示各掺杂成分分别占Cu的质量百分比，Cu和掺杂剂融合后，混匀液的凝固点下降至907～938℃，因而混匀液在907～938℃时为近液态，在907～938℃的预晶化温度中保持2～3h，得到匀质液，一方面将能耗降至较低，另一方面将预晶化温度降低至混匀液的凝固点附近，各原料分子之间逐渐缔合，从而能在后续的冷却中形成准晶态结构，得到的铜合金具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。该铜合金可以含有不可避免的杂质。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，制备所述铜合金的原料配比为Cu：100wt％、Te：0.3～0.4wt％、Ge：0.15～0.25wt％、Sb：0.004～0.006wt％和Bi：0.0005～0.0015wt％。
通过采用上述技术方案，各组分分子缔合形态均一，后续冷却得到的铜合金具有综合较强的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，制备所述铜合金的原料配比为Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Ge：0.2wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％。
通过采用上述技术方案，在一定配比范围内，冷却得到的铜合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性的综合性能最优。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，所述初始温度为1083～1090℃。
通过采用上述技术方案，在该初始温度下，Te、Ge、Sb、Bi和Cu全部熔化，并且该初始温度为Te、Ge、Sb、Bi和Cu全部熔化可采用的较低温度，在保证各组分全部溶解的前提下将能耗降至最低。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，所述搅拌为机械搅拌，所述搅拌的速度为60～120r/min，所述搅拌进行的时间为10～30min。
通过采用上述技术方案，全部溶解成液态的Te、Ge、Sb、Bi和Cu充分混合，最终混合均匀。若搅拌速度过慢或搅拌时间过短则各组分容易混合不均，若搅拌速度过快或搅拌时间过长，则容易影响准晶态结构的形成，最终降低铜合金的强度、韧性、耐磨性和/或耐腐蚀性。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，所述制备方法还包括浇铸：将所述匀质液浇铸入模具中，进行第一阶段冷却至566～593℃，所述第一阶段冷却的速率为3～4℃/min，再进行第二阶段冷却至260～280℃，所述第二阶段冷却的速率为10～15℃/min，得到成型的所述铜合金。
通过采用上述技术方案，第一阶段冷却至566～593℃，冷却速率为3～4℃/min，566～593℃为该铜合金的软化点，经过第一阶段冷却后形成准晶态结构，各掺杂原子限制在逐步成型的铜晶格中，再进行第二阶段冷却至260～280℃，冷却速率为10～15℃/min，260～280℃为合金成型的温度，通过第二阶段冷却后合金成型。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，在将所述匀质液浇铸入模具之前，所述匀质液温度为T，先将模具加热至T±10℃，再将所述匀质液浇铸入模具中。
通过采用上述技术方案，将模具加热至和所述匀质液相近的温度T±10℃，能保持匀质液的稳定，从而能在后续的冷却中形成准晶态结构，得到的铜合金具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
作为该铜合金的制备方法的一种改进，所述浇铸的过程在氮气环境中进行。
通过采用上述技术方案，用氮气隔绝氧气，防止在第一阶段冷却和第二阶段冷却过程，Te、Ge、Sb、Bi、Cu和氧气反应生成的表面黑皮，提升铜合金品质。
第二方面，本申请还提出一种铜合金，并采用如下技术方案。
一种铜合金，根据上述的制备方法所制备得到。
通过采用上述技术方案，该铜合金中，Te、Ge、Sb、Bi和Cu之间能较好的缔合，使得成型的铜合金具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
第三方面，本申请还提出一种铜合金的应用，并采用如下技术方案。
一种如上所述的铜合金的应用，所述铜合金应用于制作紧固件、传动件、冷凝管道、海水淡化管道或螺旋桨。
通过采用上述技术方案，该成型的铜合金具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，使用该铜合金制作的紧固件、传动件、冷凝管道、海水淡化管道或螺旋桨，具有高耐磨、强韧、耐海水腐蚀的性质，可靠性高，使用寿命长。
综上所述，本申请的铜合金及其制备方法与应用具有如下有益效果：
选用熔点低于Cu的金属和非金属元素作为掺杂剂，相比于熔点高于Cu的金属和非金属元素作为掺杂剂，更容易掺杂进入冷却成型的Cu晶格中，能获得更高强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性的铜合金。在上述配比中，Cu作为主剂，其他成分作为掺杂剂，融合后，混匀液的凝固点下降至907～938℃，因而混匀液在907～938℃时为液态，在907～938℃的预晶化温度中保持2～3h，得到匀质液，一方面将能耗降至较低，另一方面将预晶化温度降低至混匀液的凝固点附近，各原料分子之间逐渐缔合，从而能在后续的冷却中形成准晶态结构，得到的铜合金，相比于纯铜或一些铜合金材料，具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，应用前景广阔。
具体实施方式
以下对本申请制备铜合金的方法以及制备的铜合金的性能测试进行具体说明。
实施例1
按照配比Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Ge：0.2wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi置入熔炼炉中进行熔炼，得到铜合金。
熔炼过程包括熔化、混匀和预晶化。
熔化为将熔炼炉升温至1250℃的初始温度，使得熔炼炉中的Cu、Te、Ge、Sb和Bi均被加热熔融，得到熔融液。
混匀为将熔融液在1200℃温度中机械搅拌混匀，得到均一单相的混匀液。搅拌器为钨材质，将搅拌器插入熔融液中，设置搅拌的速度为90r/min，进行搅拌的时间为20min。
预晶化为调节熔炼炉的温度，使得混匀液降温至922℃的预晶化温度，并在该预晶化温度中保持3h，得到均一单相的匀质液，匀质液为液态的铜合金。预晶化过程中，将混匀液由1200℃降温至922℃的速率为10℃/min。
实施例2
按照配比Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Ge：0.2wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi置入熔炼炉中进行熔炼，得到铜合金。
熔炼过程包括熔化、混匀和预晶化。
熔化为将熔炼炉升温至1250℃的初始温度，使得熔炼炉中的Cu、Te、Ge、Sb和Bi均被加热熔融，得到熔融液。
混匀为将熔融液在1200℃温度中机械搅拌混匀，得到混匀液。搅拌器为钨材质，将搅拌器插入熔融液中，设置搅拌的速度为90r/min，进行搅拌的时间为20min。
预晶化为调节熔炼炉的温度，使得混匀液降温至922℃的预晶化温度，并在该预晶化温度中保持3h，得到匀质液，匀质液为液态的铜合金。预晶化过程中，将混匀液由1200℃降温至922℃的速率为10℃/min。
大气环境下，将制备的液态铜合金，浇铸入模具中，进行第一阶段冷却至577℃，第一阶段冷却的速率为3℃/min。再进行第二阶段冷却至260℃，第二阶段冷却的速率为10℃/min，再自然冷却至室温，得到多个铜合金制件。
实施例2制备的铜合金制件，相当于将实施例1制备的液态的铜合金进行了冷却成型。
实施例3
在实施例2的基础上，在将液态铜合金浇铸入模具之前，液态铜合金温度为922℃，先将模具加热至925℃，再将液态铜合金浇铸入模具中，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例4
相比于实施例2在大气环境中进行浇铸，本实施例将浇铸的过程在氮气环境中进行，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例5
与实施例2不同的是，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi熔化过程的初始温度设定为1083℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例6
与实施例2不同的是，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi熔化过程的初始温度设定为1090℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例7
相比于实施例2，本实施例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.45wt％、Ge：0.3wt％、Sb：0.008wt％和Bi：0.002wt％，并更改了预晶化温度为938℃，第一阶段冷却至593℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例8
相比于实施例2，本实施例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.25wt％、Ge：0.1wt％、Sb：0.002wt％和Bi：0.0001wt％，并更改了预晶化温度为907℃，第一阶段冷却至566℃，第二阶段冷却至260℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例9
相比于实施例2，本实施例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.33wt％、Ge：0.22wt％、Sb：0.003wt％和Bi：0.0007wt％，并更改了预晶化温度为925℃，第一阶段冷却至584℃，第二阶段冷却至270℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例10
相比于实施例2，本实施例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.4wt％、Ge：0.25wt％、Sb：0.006wt％和Bi：0.0015wt％，预晶化温度为916℃，第一阶段冷却至573℃，第二阶段冷却至260℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
实施例11
相比于实施例2，本实施例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.3wt％、Ge：0.15wt％、Sb：0.004wt％和Bi：0.0005wt％，预晶化温度为933℃，第一阶段冷却至587℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本实施例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例1
相比于实施例2，本对比例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.5wt％、Ge：0.5wt％、Sb：0.5wt％和Bi：0.5wt％，由于配比的较大程度的调整，合金的凝固点、软化点和成型温度均发生了较大变化，故相应更改了适配本对比例配比的预晶化温度为874℃，第一阶段冷却至435℃，第二阶段冷却至260℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例2
相比于实施例2，本对比例更改了Cu、Te、Ge、Sb和Bi的配比，分别为Cu：100wt％、Te：0.1wt％、Ge：0.4wt％、Sb：0.1wt％和Bi：0.02wt％，由于配比的较大程度的调整，合金的凝固点、软化点和成型温度均发生了较大变化，故相应更改了适配本对比例配比的预晶化温度为963℃，第一阶段冷却至508℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例3
相比于实施例2，本对比例降低了熔炼的初始温度为1050℃，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi置入熔炼炉，升温至1050℃的初始温度，保持1h，Cu不能熔化。
对比例4
相比于实施例2，本对比例熔炼过程不进行搅拌，即取消了混匀步骤，并变更预晶化温度为1020℃，第一阶段冷却至486℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，最后制备得到了多个铜合金制件。
对比例5
相比于实施例2，本对比例降低了熔炼过程中的预晶化时长，所述预晶化包括将所述混匀液降温至922℃的预晶化温度，并保持1h，得到匀质液，所述匀质液为液态的所述铜合金。本对比例还变更第一阶段冷却至515℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，最后制备得到了多个铜合金制件。
对比例6
相比于实施例2，本对比例熔炼过程中，升高预晶化温度至1050℃，并保持2.5h，得到匀质液，所述匀质液为液态的所述铜合金。其他和实施例2相同，最后制备得到了多个铜合金制件。
对比例7
相比于实施例2，本对比例熔炼过程中，降温预晶化温度至800℃，并保持2.5h，得到匀质液，所述匀质液为液态的所述铜合金。其他和实施例2相同，最后制备得到了多个铜合金制件。
对比例8
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Te，具体配比为Cu：100wt％、Ge：0.2wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％，由于缺少了Te，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为1043℃，第一阶段冷却至657℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例9
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Ge，具体配比为Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％，由于缺少了Ge，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为992℃，第一阶段冷却至629℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例10
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Sb，具体配比为Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Ge：0.2wt％和Bi：0.001wt％，由于缺少了Sb，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为891℃，第一阶段冷却至558℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例11
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Bi，具体配比为Cu：100wt％、Te：0.35wt％、Ge：0.2wt％和Sb：0.005wt％，由于缺少了Bi，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为946℃，第一阶段冷却至585℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例12
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Te和Bi，具体配比为Cu：100wt％、Ge：0.2wt％和Sb：0.005wt％，由于缺少了Te和Bi，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为1010℃，第一阶段冷却至747℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例13
相比于实施例2，本对比例所采用的原料不包括Ge、Sb和Bi，具体配比为Cu：100wt％和Te：0.35wt％，由于缺少了Ge、Sb和Bi，合金的凝固点、软化点和成型温度均有较大变化，故适应性的变更预晶化温度为962℃，第一阶段冷却至638℃，第二阶段冷却至280℃，其他和实施例2相同，本对比例也制备得到了多个铜合金制件。
对比例14
本对比例和实施例2相比，更换了一些掺杂元素，提高熔化过程的初始温度，提高混匀温度、预晶化温度、第一阶段冷却温度和第二阶段冷却温度，其他参数和实施例2相同，具体如下。
按照配比Cu：100wt％、Ca：0.35wt％、Si：0.2wt％、Sb：0.005wt％和Bi：0.001wt％，将Cu、Ca、Si、Sb和Bi置入熔炼炉中进行熔炼，得到铜合金。其中，钙的熔点为842℃，沸点为1484℃。Si的熔点为1410℃，沸点为2355℃。
熔炼过程包括熔化、混匀和预晶化。
熔化为将熔炼炉升温至1430℃的初始温度，使得熔炼炉中的Cu、Ca、Si、Sb和Bi均被加热熔融，得到熔融液。
混匀为将熔融液在1400℃温度中机械搅拌混匀，得到混匀液。搅拌器为钨材质，将搅拌器插入熔融液中，设置搅拌的速度为90r/min，进行搅拌的时间为20min。
预晶化为调节熔炼炉的温度，使得混匀液降温至985℃的预晶化温度，并在该预晶化温度中保持3h，得到匀质液，匀质液为液态的铜合金。预晶化过程中，将混匀液由1400℃降温至985℃的速率为10℃/min。
大气环境下，将制备的液态铜合金，浇铸入模具中，进行第一阶段冷却至691℃，第一阶段冷却的速率为3℃/min。再进行第二阶段冷却至280℃，第二阶段冷却的速率为10℃/min，再自然冷却至室温，得到多个铜合金制件。
试验例1
分别对实施例2-11和对比例1-2、对比例4-14制备的铜合金制件进行拉伸强度、延伸率、硬度、导热系数、软化温度、耐磨性的测试，以及进行盐水浸泡测试和醋酸盐雾测试，测试参考标准或方法如下。
拉伸强度、延伸率测试：《GB/T 228.1-2010金属材料室温拉伸试验方法》。
硬度测试：《GB/T 4340-2009金属材料维氏硬度试验》。
导热系数：采用HZ-7039导热系数试验机，使用平板热流计法进行测试。
软化温度、硬度保持率测试：《GB/T 33370-2016铜及铜合金软化温度的测定方法》。
耐磨性：《GB/T 12444.1-1990金属磨损试验方法》。
浸泡盐水测试：将铜合金浸泡在5％NaCl水溶液中240h。
醋酸盐雾测试：在5％NaCl水溶液中加入醋酸，使pH为3，使用盐雾试验箱将铜合金置入其中，将醋酸盐溶液雾化落在铜合金上，持续喷雾240h。
测试结果如表1。
表1各实施例和对比例的铜合金制件的性能测试
由表1可以看出，实施例2-11的铜合金制件：有较强的拉伸强度在598-646MPa，抗拉伸强度高；延伸率较低，不易被拉伸变形，硬度高，不易受压变形，可用于制作连接件等；导热系数较高，可用于制作冷凝管等；软化温度高，耐高温；磨损量较低，耐磨性好。实施例和对比例的软化温度接近采用的第一阶段冷却温度。
将实施例2-11制备的铜合金制件进行浸泡盐水测试，将铜合金浸泡在5％NaCl水溶液中240h后，未发现铜合金制件表面有腐蚀现象。
将实施例2-11制备的铜合金制件进行醋酸盐雾测试，在5％NaCl水溶液中加入醋酸，使pH为3，使用盐雾试验箱将铜合金置入其中，将醋酸盐溶液雾化落在铜合金上，持续喷雾240h，未发现铜合金制件表面有腐蚀现象。
对铜合金制件的浸泡盐水测试和醋酸盐雾测试表明采用实施例方案制备的铜合金制件具有良好的耐盐、酸腐蚀性能，可用于制作紧固件、传动件、冷凝管道、海水淡化管道或螺旋桨等。
对比例1-2、对比例4-14制备的铜合金制件，相比于实施例2-11制备的铜合金制件，在拉伸强度、延伸率、硬度、导热系数、耐磨性的综合表现较弱，主要是受配比、熔炼参数、原料种类的影响。
故采用实施例的配比、熔炼参数制备的铜合金制件，具有良好的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性能，应用前景广阔。
以上所述仅是本申请的优选实施例，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为落入本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种铜合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在Cu中掺杂多种改性元素，每种所述改性元素的熔点低于Cu的熔点，每种所述改性元素的沸点高于Cu的熔点；以Cu为基准物，所述改性元素按照Cu的百分比添加，按照配比Cu：100wt%、Te：0.25~0.45wt%、Ge：0.1~0.3wt%、Sb：0.002~0.008wt%和Bi：0.0001~0.002wt%，将Cu、Te、Ge、Sb和Bi混合，再熔炼，得到所述铜合金；
所述熔炼包括熔化、混匀和预晶化；
所述熔化包括在1083~1300℃初始温度中，将混合的Cu、Te、Ge、Sb和Bi加热熔融，得到熔融液；
所述混匀包括将所述熔融液在1083~1300℃温度中搅拌混匀，得到混匀液；
所述预晶化包括将所述混匀液降温至907~938℃的预晶化温度，并保持2~3h，得到匀质液，所述匀质液为液态的所述铜合金。
2.根据权利要求1所述的铜合金的制备方法，其特征在于，制备所述铜合金的原料配比为Cu：100wt%、Te：0.3~0.4wt%、Ge：0.15~0.25wt%、Sb：0.004~0.006wt%和Bi：0.0005~0.0015wt%。
3.根据权利要求2所述的铜合金的制备方法，其特征在于，制备所述铜合金的原料配比为Cu：100wt%、Te：0.35wt%、Ge：0.2wt%、Sb：0.005wt%和Bi：0.001wt%。
4.根据权利要求1所述的铜合金的制备方法，其特征在于，所述初始温度为1083~1090℃。
5.根据权利要求1所述的铜合金的制备方法，其特征在于，所述搅拌为机械搅拌，所述搅拌的速度为60~120r/min，所述搅拌进行的时间为10~30min。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的铜合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括浇铸：将所述匀质液浇铸入模具中，进行第一阶段冷却至566~593℃，所述第一阶段冷却的速率为3~4℃/min。再进行第二阶段冷却至260~280℃，所述第二阶段冷却的速率为10~15℃/min，得到成型的所述铜合金。
7.根据权利要求6所述的铜合金的制备方法，其特征在于，在将所述匀质液浇铸入模具之前，所述匀质液温度为T，先将模具加热至T±10℃，再将所述匀质液浇铸入模具中。
8.根据权利要求6所述的铜合金的制备方法，其特征在于，所述浇铸的过程在氮气环境中进行。
9.一种铜合金，其特征在于，根据权利要求1-8任意一项所述的制备方法所制备得到。
10.一种如权利要求9所述的铜合金的应用，其特征在于，所述铜合金应用于制作紧固件、传动件、冷凝管道、海水淡化管道或螺旋桨。
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