CN118086716B - 海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用。按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 60~75wt%、Sn 0.2~2wt%、Mn 0.3~1.8wt%、Ni 0.1~2.0wt%、La 0.02~0.25wt%，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且海洋养殖用铜合金丝材的成分中不包括Si、Fe、Co、Ti和Al；海洋养殖用铜合金丝材中，25<[Zn]eq.<38。本发明通过提供具有特定组分含量的铜合金，使得其中各金属元素之间协同作用，同时配合工艺设计，优化晶粒尺寸，制备得到腐蚀速率低、铜离子的释放速率适宜的海洋养殖用铜合金丝材。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属加工技术领域，具体而言，涉及一种海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用。
背景技术
常规的海洋养殖用材料为尼龙或其它化学纤维，在海洋养殖过程中易滋生微生物及发生大量海洋生物淤积，阻碍养殖水体的流动性，致使养殖物致病及营养不良。铜合金因能够在海水中释放铜离子，有效防止滋生微生物及海洋生物淤积，因而成为当前及未来养殖网箱的理想材料。目前，铜合金作为养殖用材最主要的问题在于成本以及不均匀腐蚀，因此当前大量选用的材料为成本相对较低且具有一定耐腐蚀性能的黄铜合金，而黄铜合金最大的问题则在于脱锌腐蚀严重且易出现双相产生腐蚀不均匀，导致铜线在海水中加速失效，降低网箱寿命。
为了解决低成本耐蚀黄铜的脱锌腐蚀与不均匀腐蚀特性，相关研究者开展了大量研究工作，主要解决路径为制备单相组织黄铜且微量添加抑制脱锌腐蚀的元素进行改性。如CN 105603250B、CN 114107728 B和CN 115433850 A均通过微量元素的改性，提升了合金脱锌腐蚀问题。但通常添加的元素种类较多、含量高，成本高且大量添加元素难熔化、易氧化，制备合金加工性能和组织均匀性控制不够。
基于此，如何针对上述现有技术中存在的不足，提供一种海洋养殖用铜合金丝材及其制备方法，以有效解决现有的海洋养殖用铜合金涉及的元素多、成本高、加工困难且耐腐蚀性能不佳的问题，并最终获得一种单相、易加工且可根据不同海域和鱼种的海水养殖情况调控腐蚀速率的耐蚀铜合金产品，并将其广泛应用于海洋养殖用网衣网箱及其配件的相关领域，是本领域所面临的问题之一。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用，以解决现有技术中的海洋养殖用铜合金涉及的元素多、成本高、加工困难且耐腐蚀性能不佳的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 60～75wt％、Sn 0.2～2wt％、Mn0.3～1.8wt％、Ni 0.1～2.0wt％、La 0.02～0.25wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且海洋养殖用铜合金丝材的成分中不包括Si、Fe、Co、Ti和Al；海洋养殖用铜合金丝材中，25<[Zn]eq.<38。
进一步地，按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 62～66wt％、Sn0.5～1.2wt％、Mn 0.5～1.5wt％、Ni 1.1～2.0wt％、La 0.02～0.2wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且海洋养殖用铜合金丝材的成分中不包括Si、Fe、Co、Ti和Al；海洋养殖用铜合金丝材中，30<[Zn]eq.<36。
进一步地，海洋养殖用铜合金丝材的成分中，Mn与Ni的重量比为1：(1～3)；按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分中，Sn、Mn和Ni的重量之和为2～5wt％。
进一步地，海洋养殖用铜合金丝材的晶粒尺寸为20～60μm。
本发明的另一方面提供了一种上述海洋养殖用铜合金丝材的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，熔化与合金化：将原料装入熔炼装置中熔化，得到铜合金熔体；步骤S2，铸造：对铜合金熔体铸造得到铜合金铸杆，铸造的实现方式为上引和/或水平连铸；步骤S3，第一冷拉：对铜合金铸杆进行第一冷拉，得到第一变形杆坯；第一冷拉的变形量为20～40％；步骤S4，第一再结晶退火：对第一变形杆坯进行第一再结晶退火，以得到晶粒尺寸为70～100μm的第一退火杆坯；第一再结晶退火的温度为500～650℃，保温时间为2～6小时；步骤S5，第二冷拉：对第一退火杆坯进行第二冷拉，得到第二变形杆坯；步骤S6，第二再结晶退火：对第二变形杆坯进行第二再结晶退火，以得到晶粒尺寸为20～60μm的第二退火杆坯；第二再结晶退火的温度为450～600℃，保温时间为2～6小时；步骤S7，第三冷拉：对第二退火杆坯进行第三冷拉，得到海洋养殖用铜合金丝材。
进一步地，步骤S5中第二冷拉的变形量为75～90％，步骤S7中第三冷拉的变形量为20～40％。
进一步地，步骤S1中熔化与合金化的步骤还包括：步骤S1-1，将铜装入熔炼装置中进行第一熔化，得到第一熔体；步骤S1-2，向第一熔体中添加镍，进行第二熔化，得到第二熔体；步骤S1-3，将第二熔体降温至1050～1150℃后，依次向第二熔体中添加锡、锰、锌和铜镧中间合金并进行第三熔化，得到铜合金熔体；第一熔化的温度为1175～1195℃，第二熔化的温度为1250～1280℃，第三熔化的温度为1050～1150℃。
进一步地，步骤S2中铸造在1100～1150℃的温度下进行，铜合金铸杆的直径为15～20mm，晶粒尺寸为300～700μm。
进一步地，步骤S5中还包括对第二冷拉之后的第一退火杆坯进行表面扒皮，以得到第二变形杆坯；表面扒皮的扒皮厚度为0.1～0.2mm。
本发明的又一个方面提供了一种上述海洋养殖用铜合金丝材在海洋养殖领域中的应用，所应用的海洋养殖的海域条件为：盐度范围为8～35‰；温度为-5～35℃。
应用本发明的技术方案，通过提供具有特定组分含量的铜合金，使得其中各金属元素之间协同作用，同时配合工艺设计，优化晶粒尺寸，制备得到腐蚀速率低、铜离子的释放速率适宜的海洋养殖用铜合金丝材。本发明在有效解决现有海洋养殖用铜合金材料涉及元素种类多的问题的同时，该海洋养殖用铜合金丝材元素少使得加工工艺也相对简单，有效调控了其腐蚀速率和铜离子释放速率，从而满足多海域条件下的使用需求。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有技术中存在海洋养殖用铜合金涉及的元素多、成本高、加工困难且耐腐蚀性能不佳的问题。为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu60～75wt％、Sn 0.2～2wt％、Mn 0.3～1.8wt％、Ni 0.1～2.0wt％、La 0.02～0.25wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且海洋养殖用铜合金丝材的成分中不包括Si、Fe、Co、Ti和Al；海洋养殖用铜合金丝材中，25<[Zn]eq.<38。
本发明通过合理选择组成元素种类，并通过成分设计对各元素的用量进行优化，从而协同各元素之间的配合作用，以较简单的合金配方实现了耐蚀性以及综合性能的提升。具体地，本发明所提供的合金组分中，0.2～2wt％的Sn元素大幅提升耐蚀性能；0.1～2.0wt％的Ni和0.3～1.8wt％的Mn在提高铜合金强度的同时，增强其耐海水冲刷的能力，以及该含量下的Mn元素也促使所得铜合金丝材具备抗脱锌腐蚀的效果；0.02～0.25wt％的La元素则能够有效地细化铜合金丝材的晶粒，以及进一步地增强其抗脱锌腐蚀性。上述元素在发挥各自作用的同时相互配合以形成本发明所优选而出的合金成分配方，从而能够以较为简单的组成实现铜合金丝材耐蚀性的提升。此外，本发明所提供的海洋养殖用铜合金丝材中，25<[Zn]eq.<38，其中[Zn]eq.为铜合金丝材的虚拟锌当量，其计算公式遵循：
[Zn]eq.＝100*([Zn]+[M])/([Zn]+[M]+[Cu])，[M]＝2*[Sn]+0.5*[Mn]-1.3*[Ni]；[Zn]为Zn元素的实际含量，[Cu]为Cu元素的实际含量，[Sn]为Sn元素的实际含量，[Mn]为Mn元素的实际含量，[Ni]为Ni元素的实际含量。
本发明通过控制所提供的海洋养殖用铜合金丝材的虚拟锌当量[Zn]eq.为25～38，以有效地量化其金相组织的单一性，即通过控制虚拟锌当量[Zn]eq.为25～38来实现金相组织为单一α相，抑制其他相组织的生成，从而显著提升所得铜合金丝材的耐蚀性，增强其在用于海洋养殖时的生命周期。
特别地，本发明所提供的海洋养殖用铜合金丝材组分中，不包括Si、Fe、Co、Ti和Al这几种金属元素，因发明人经大量实验和比照后发现，针对于本发明所提供的合金成分配方，如若在其基础上单独地、或以组合的形式添加上述几种元素，在复杂化合金成分以及相应的制备过程的同时，对于所得海洋养殖用铜合金丝材的性能并无增益，甚至会带来一定的劣化，具体如下：
Si元素添加到本合金中易于与合金元素Ni结合形成Ni2Si相，降低Ni元素的固溶强化效果，同时生成的Ni2Si相恶化合金的腐蚀性能，降低丝材在海水中的使用寿命；
Fe元素在铜中的固溶度较小，室温下易形成富铁析出第二相，同样降低合金的腐蚀性能和在海水中的使用寿命；
Co金属原料的熔点较高，黄铜合金的熔点极低，不易于添加到合金中并分散均匀；
Ti、Al元素与Ni、Mn元素形成金属化合物，与本发明设计合金形成一种单相组织、易加工合金相背离，生成的化合物降低耐蚀性能。
在上述内容的基础上，发明人经大量的实验，进一步地优选出几个更为优选的实施例，即，按重量份计，海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 62～66wt％、Sn 0.5～1.2wt％、Mn0.5～1.5wt％、Ni 1.1～2.0wt％、La 0.02～0.2wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且海洋养殖用铜合金丝材的成分中不包括Si、Fe、Co、Ti和Al；海洋养殖用铜合金丝材中，30<[Zn]eq.<36。当本发明所提供的海洋养殖用铜合金丝材的配方为上述范围时，更利于各元素之间协同配合，所得铜合金丝材的耐蚀性得以进一步提升。同时更优选虚拟锌当量[Zn]eq.为30～36，以便于进一步地优化海洋养殖用铜合金丝材中的金相组织，使其为单一的α相，减少相组织夹杂，从而更有效地提升铜合金丝材的耐蚀性。
为了进一步地优化合金配方，在一种典型的实施方式中，海洋养殖用铜合金丝材的成分中Mn与Ni的重量比为1：(1～3)；按重量份计，Sn、Mn和Ni的重量之和为2～5wt％。发明人经大量的实验，得出以上两种重量关系，并分析其中Mn、Ni元素均可以强化铜合金的力学性能，将Mn/Ni比优化为1：(1～3)则能够更有效地发挥其二者对于合金机械强度的配合作用，并在此基础上更显著地提升所得铜合金丝材的耐蚀性；同时优化Sn、Mn和Ni的重量之和为2～5wt％，并发现在此重量关系下，铜合金丝材表现出更高的耐腐蚀性能，尤其是耐脱锌腐蚀获得更有效的提升，脱锌腐蚀深度降低。
在一个优选的实施例中，海洋养殖用铜合金丝材的晶粒尺寸为20～60μm，本发明通过优化铜合金金相组织中单一α相的晶粒尺寸为20～60μm，从而有效调控腐蚀速率和铜离子释放速率，提升其在海洋养殖应用过程中的耐蚀表现，以使其适应不同海域和鱼种的环境要求。
在几种典型的实施方式中，按重量份计，该海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu62wt％、Sn 0.5wt％、Mn 1.0wt％、Ni 1.5wt％、La 0.1wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，以及[Zn]eq.＝35.7；或，按重量份计，该海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 62wt％、Sn 0.7wt％、Mn 1.4wt％、Ni 1.6wt％、La 0.1wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，以及[Zn]eq.＝35.6；或，按重量份计，该海洋养殖用铜合金丝材的成分包括：Cu 62wt％、Sn0.8wt％、Mn 1.3wt％、Ni1.6wt％、La 0.15wt％，余量为Zn及不可避免的杂质元素，以及[Zn]eq.＝35.6。发明人经大量的实验优选出上述几种合金配方，当海洋养殖用铜合金丝材的各元素组成为上述几种合金配方时，其耐蚀性得以获得进一步的提升，年化腐蚀速率小于0.04mm/a(毫米/年)，能够更好地满足海洋养殖用合金丝材的使用要求。
本发明的另一方面提供了一种上述海洋养殖用铜合金丝材的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，熔化与合金化：将原料装入熔炼装置中熔化，得到铜合金熔体；步骤S2，铸造：对铜合金熔体铸造得到铜合金铸杆，铸造的实现方式为上引和/或水平连铸；步骤S3，第一冷拉：对铜合金铸杆进行第一冷拉，得到第一变形杆坯；第一冷拉的变形量为20～40％；步骤S4，第一再结晶退火：对第一变形杆坯进行第一再结晶退火，以得到晶粒尺寸为70～100μm的第一退火杆坯；第一再结晶退火的温度为500～650℃，保温时间为2～6小时；步骤S5，第二冷拉：对第一退火杆坯进行第二冷拉，得到第二变形杆坯；步骤S6，第二再结晶退火：对第二变形杆坯进行第二再结晶退火，以得到晶粒尺寸为20～60μm的第二退火杆坯；第二再结晶退火的温度为450～600℃，保温时间为2～6小时；步骤S7，第三冷拉：对第二退火杆坯进行第三冷拉，得到海洋养殖用铜合金丝材。
本发明所提供的制备方法中，先将原料依据合金配方进行熔炼，之后通过上引和/或水平连铸使其成型，再依次经由第一冷拉、第一再结晶退火、第二冷拉、第二再结晶退火以及第三冷拉得到成品海洋养殖用铜合金丝材。其中本发明进一步地明确了第一冷拉的变形量为20～40％；控制第一再结晶退火的温度为500～650℃，保温时间为2～6小时，以保证经过第一再结晶退火的第一退火杆坯的晶粒尺寸为70～100μm；同时控制第二再结晶退火的温度为450～600℃，保温时间为2～6小时，以保证经过第二再结晶退火的晶粒尺寸为40～80μm。上述冷变形加工与多次再结晶退火处理的各项参数之间相互配合，从而保证最终所得海洋养殖用铜合金丝材的晶粒能够得到有效细化，并最终提升铜合金丝材成品的耐蚀性与力学性能。
为进一步地细化晶粒，在一种典型的实施方式中，步骤S5中第二冷拉的变形量为75～90％，步骤S7中第三冷拉的变形量为20～40％。发明人经大量的实验，对第一再结晶退火以及第二再结晶退火之后杆坯的冷变形处理量进行优化调整，并发现当两次冷拉的变形量在上述范围内时，能够与第一再结晶退火以及第二再结晶退火的温度时间参数更好地配合，从而更有效地细化晶粒，提升耐蚀性。
进一步地，为了更显著地优化金相组织，促使其表现为单一的α相，步骤S1中熔化与合金化的步骤还包括：步骤S1-1，将铜装入熔炼装置中进行第一熔化，得到第一熔体；步骤S1-2，向第一熔体中添加镍，进行第二熔化，得到第二熔体；步骤S1-3，将第二熔体降温至1050～1150℃后，依次向第二熔体中添加锡、锰、锌和铜镧中间合金并进行第三熔化，得到铜合金熔体；将各原料按上述投料顺序以及工艺条件进行合金制备，能够更有效地实现单一的α相固溶体的生成，从而获得相组织更为纯净的铜合金熔体，利于后续综合力学性能以及耐蚀性的提升。更优选第一熔化的温度为1175～1195℃，第二熔化的温度为1250～1280℃，第三熔化的温度为1050～1150℃，三次熔炼的温度相互配合，促使各金属单质以及中间合金均能够以较为适宜的速度熔化到铜合金熔体当中去，有效减少烧损，提高收得率，并提升成分与组织的均一性。尤其，在添加锡、锰、锌和铜镧中间合金并进行第三熔化之前，将第二熔体降温至1050～1150℃，其目的是便于低熔点金属添加，尤其是金属锌在1150℃发生喷火快速氧化蒸发形成氧化锌，因此添加这些元素前要降低至此温度以下。
在一个优选的实施例中，步骤S2中铸造在1100～1150℃的温度下进行，铜合金铸杆的直径为15～20mm，晶粒尺寸为300～700μm。发明人经大量的实验，对铜合金熔体的铸造相关参数进行优选，并将铸造温度与所得铜合金铸杆的直径与晶粒尺寸分别优化到上述范围内，能够更有利于配合后续多次冷变形以及再结晶退火处理过程，从而更有效地调节最终晶粒尺寸、细化晶粒，提升铜合金丝材的耐蚀性与综合性能。在一个更为优选的实施例中，铜合金铸杆的直径为18～20mm，晶粒尺寸为500～700μm，在上述内容的基础上，发明人进一步地通过大量实验对铸杆的晶粒尺寸进行优选，并发现针对于本发明所提供的海洋养殖用铜合金丝材，当初始铸杆的晶粒尺寸在此范围内时，能够更好地配合后续工艺，并更有效地提升最终所得丝材的力学强度。
本发明通过表面扒皮工艺来提高后续制得的海洋养殖用铝合金丝材的表面质量。在一种典型的实施方式中，步骤S5中包括对第二冷拉之后的第一退火杆坯进行表面扒皮，以得到第二变形杆坯；表面扒皮的扒皮厚度为0.1～0.2mm。将表面扒皮的厚度优化在上述范围内有利于进一步提高最终所得铜合金丝材表面的平整性和合金的均一性，从而有利于进一步提高其焊接接头的质量，并最终增长其使用寿命。
本发明的又一个方面提供了一种上述海洋养殖用铜合金丝材在海洋养殖领域中的应用，所应用的海洋养殖的海域条件为：盐度范围为8～35‰；温度为-5～35℃。
采用上述方法制得的海洋养殖用铜合金丝材成分均一、各金属元素配比适宜，且金相组织纯净，表现为单一的α相，同时晶粒尺寸较小，具备腐蚀速率低、力学性能好且焊接性好的优势；能够满足多海域条件下的使用需求。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
一种海洋养殖用铜合金丝材的制备方法：
(1)熔化与合金化：将原料Cu装入熔炼装置进行第一熔化，添加纯镍进行第二熔化，静置至完全熔化，降温至1100℃后再依次添加其他原料纯锡、纯锰、纯锌和Cu-10wt.％La中间合金，并进行第三熔化，得到铜合金熔体；
(2)上引/水平连铸：对铜合金熔体进行水平连铸，得到铜合金铸杆；
(3)变形及热处理，对铜合金铸杆依次进行第一冷拉、第一再结晶退火、第二冷拉、表面扒皮、第二再结晶退火以及第三冷拉处理，得到海洋养殖用铜合金丝材。
上述海洋养殖用铜合金丝材的合金成分及[Zn]eq.见表1，制备过程中所涉及的各项工艺参数见表2-1、2-2，制备过程中的尺寸变化情况(包括宏观尺寸以及微观晶粒)见表3。
实施例2至实施例20
实施例2至实施例20与实施例1的区别在于，合金成分和工艺参数不同，成分及[Zn]eq.见表1，工艺条件相关参数见表2-1、2-2。
对比例1至对比例9
对比例1至对比例9与实施例1的区别在于，合金成分和工艺参数不同，成分及[Zn]eq.见表1，工艺条件相关参数见表2-1、2-2。
表1
表1中，对比例1-4为成分及[Zn]eq.不在设计合金范围内，对比例5在表中数据的基础上，添加了0.5wt.％的Si；对比例6在表中数据的基础上，添加了0.3wt.％的Fe；对比例7在表中数据的基础上，添加了0.5wt.％的Co；对比例8在表中数据的基础上，添加了0.3wt.％的Ti；对比例9在表中数据的基础上，添加了0.8wt.％的Al。
表2-1
表2-2
性能测试：
晶粒尺寸：根据测试需求选取铸态横截面、固溶态样品纵向制样进行EBSD(电子背散射衍射法)测定，各状态选取合适的测试面积和步长，将取向差15°以上的边界视为晶界统计平均晶粒尺寸。
年化腐蚀速率：将试样浸没入海水中3个月、6个月、9个月、12个月后取回样品清洗和烘干后测量重量差，通过质量差与表面积计算出年化腐蚀速率，其中海水环境条件为：盐度范围为8～35‰；温度为-5～35℃。
脱锌腐蚀深度测试方法：将各个试样在75℃的CuCl2(10g/L)水溶液中浸泡24小时，然后取出测量。
对上述各实施例与对比例所得的铜合金丝材进行以上性能测试，所得各项测试结果分别见表3和表4。
表3
表4
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了耐蚀性的进一步提升，年化腐蚀速率小于0.08mm/a(毫米/年)，同时脱锌腐蚀深度小于350μm，丝材的抗拉强度可达到385～465MPa，延伸率38～45％，能够更好地满足海洋养殖用合金丝材的使用要求。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，按重量份计，所述海洋养殖用铜合金丝材的成分为：Cu 62~66wt%、Sn 0.5~1.2wt%、Mn 0.5~1.5wt%、Ni 1.1~2.0wt%、La 0.02~0.2wt%，余量为Zn及不可避免的杂质元素；
所述海洋养殖用铜合金丝材中，30<[Zn]eq.<36，所述海洋养殖用铜合金丝材中的金相组织为单一的α相；
所述[Zn]eq.=100*([Zn]+[M])/([Zn]+[M]+[Cu])，[M]=2*[Sn]+0.5*[Mn]-1.3*[Ni]；[Zn]为所述Zn元素的实际含量，[Cu]为所述Cu元素的实际含量，[Sn]为所述Sn元素的实际含量，[Mn]为所述Mn元素的实际含量，[Ni]为所述Ni元素的实际含量；
所述海洋养殖用铜合金丝材的制备方法包括：
步骤S1，熔化与合金化：将原料装入熔炼装置中熔化，得到铜合金熔体；
步骤S2，铸造：对所述铜合金熔体铸造得到铜合金铸杆，所述铸造的实现方式为上引和/或水平连铸；
步骤S3，第一冷拉：对所述铜合金铸杆进行所述第一冷拉，得到第一变形杆坯；所述第一冷拉的变形量为20~40%；
步骤S4，第一再结晶退火：对所述第一变形杆坯进行所述第一再结晶退火，以得到晶粒尺寸为70~100μm的第一退火杆坯；所述第一再结晶退火的温度为500~650℃，保温时间为2~6小时；
步骤S5，第二冷拉：对所述第一退火杆坯进行所述第二冷拉，得到第二变形杆坯；
步骤S6，第二再结晶退火：对所述第二变形杆坯进行所述第二再结晶退火，以得到晶粒尺寸为20~60μm的第二退火杆坯；所述第二再结晶退火的温度为450~600℃，保温时间为2~6小时；
步骤S7，第三冷拉：对所述第二退火杆坯进行所述第三冷拉，得到所述海洋养殖用铜合金丝材。
2.根据权利要求1所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，
所述海洋养殖用铜合金丝材的成分中，所述Mn与所述Ni的重量比为1：（1~3）；
按重量份计，所述海洋养殖用铜合金丝材的成分中，所述Sn、所述Mn和所述Ni的重量之和为2~5wt%。
3.根据权利要求2所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，所述海洋养殖用铜合金丝材的晶粒尺寸为20~60μm。
4.根据权利要求1所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，步骤S5中所述第二冷拉的变形量为75~90%，步骤S7中所述第三冷拉的变形量为20~40%。
5.根据权利要求4所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，步骤S1中所述熔化与合金化的步骤还包括：
步骤S1-1，将铜装入熔炼装置中进行第一熔化，得到第一熔体；
步骤S1-2，向所述第一熔体中添加镍，进行第二熔化，得到第二熔体；
步骤S1-3，将所述第二熔体降温至1050~1150℃后，依次向所述第二熔体中添加锡、锰、锌和铜镧中间合金并进行第三熔化，得到所述铜合金熔体；
所述第一熔化的温度为1175~1195℃，所述第二熔化的温度为1250~1280℃，所述第三熔化的温度为1050~1150℃。
6.根据权利要求5所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，步骤S2中所述铸造在1100~1150℃的温度下进行，所述铜合金铸杆的直径为15~20mm，晶粒尺寸为300~700μm。
7.根据权利要求6所述的海洋养殖用铜合金丝材，其特征在于，步骤S5中还包括对所述第二冷拉之后的所述第一退火杆坯进行表面扒皮，以得到所述第二变形杆坯；所述表面扒皮的扒皮厚度为0.1~0.2mm。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的海洋养殖用铜合金丝材在海洋养殖领域中的应用，所述海洋养殖的海域条件为：盐度范围为8~35‰；温度为-5~35℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410483623.2A CN118086716B (zh) | 2024-04-22 | 海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410483623.2A CN118086716B (zh) | 2024-04-22 | 海洋养殖用铜合金丝材、其制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118086716A CN118086716A (zh) | 2024-05-28 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103403201A (zh) * | 2011-02-01 | 2013-11-20 | 株式会社丰山 | 用于海水的铜合金材料及其制备方法 |
| CN108950270A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-07 | 中铝洛阳铜加工有限公司 | 一种海洋养殖用耐蚀抑菌铜合金材料的制备工艺 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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