高強耐熱微合金化銅管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強耐熱微合金化銅管及其制備方法，其特征在于其組分配比為：Sn?0.05-0.25wt%，Zn?0.02-0.2wt%，Ni?0.02-0.2wt%，P?0.02-0.1wt%，Co?0.1-0.4wt％，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)；制備時先將電解銅、電解鎳、電解鈷、磷銅合金、鋅錠、錫錠按組分配比稱量后，依次加入感應電爐內(nèi)熔煉，熔煉溫度為1150~1250℃，待全部金屬熔化后，保溫5-30分鐘；進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度1100~1200℃；然后將銅合金鑄錠加熱到850-900℃進行擠壓，擠壓坯經(jīng)冷軋、扒皮拉伸，500-600℃退火、盤拉、退火、定尺、檢驗成為成品。從而實現(xiàn)材料的高強、高耐熱性，是一種理想的用于熱交換器的銅管材料。
【專利說明】高強耐熱微合金化銅管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強耐熱微合金化銅管及其制備方法，特別是一種用于熱交換器的高強耐熱微合金化銅管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅合金具有良好的傳熱性、耐蝕性等特性，廣泛應用于熱交換器領(lǐng)域。目前，熱交換器常用的材料為磷脫氧銅管(TP2)，其強度較低、且耐熱性也一般。在進行熱交換器組裝過程中，部件需進行800°C左右的釬焊焊接，磷脫氧銅在進行釬焊時，焊接處組織會出現(xiàn)晶粒粗大，材料出現(xiàn)軟化、強度降低，存在抗壓能力不足等缺陷，若改善此類缺陷則需要增加管材壁厚，造成成本上升。
[0003]為解決磷脫氧銅存在的上述缺陷以及適應高強、耐熱、熱導性良好的要求，專利201110174411.9提出的一種熱交換器用銅合金管，其組成:Sn0.5-1.0wt %,P0.05-0.1wt %, A12.2-8.5wt%, Mn0.5-1.8wt%, Fe0.15-0.35wt%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，雖然該合金具有較好的強度及耐熱性，但塑性較低，且Al的添加，嚴重影響材料的導熱性能，從而達不到理想效果。
[0004]隨著超臨界熱交換器的迅速發(fā)展，其對材料的耐熱、耐蝕、強度有了更高的要求。同時隨著原材料價格上漲，各企業(yè)正以降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標，著力謀求實現(xiàn)材料薄壁化(輕量化)和高性能化。因此，研發(fā)制備具有高耐蝕、高耐熱以及高強度熱交換用微合金銅管將成為未來的發(fā)展趨勢，以擴展銅合金材料在熱交換器中的應用領(lǐng)域。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種用于熱交換器的高強耐熱微合金化銅管。
[0006]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種用于熱交換器的高強耐熱微合金化銅管的制備方法。
[0007]本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種高強耐熱微合金化銅管，其特征在于其組分配比為:Sn 0.05-0.25wt%, Zn 0.02-0.2wt%, Ni 0.02-0.2wt%,P0.02-0.lwt%，Co 0.l-0.4wt%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種高強耐熱微合金化銅管的制備方法，其特征在于先將電解銅、電解鎳、電解鈷、磷銅合金、鋅錠、錫錠按照銅管的組分配比稱量后，依次加入感應電爐內(nèi)熔煉，采用木炭覆蓋，熔煉溫度為115(Tl250°C，待全部金屬熔化后，保溫5-30分鐘；進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度110(Tl20(rC ;然后將銅合金鑄錠加熱到850-90(TC進行擠壓，擠壓坯經(jīng)冷軋、扒皮拉伸，500-60(TC退火、盤拉、退火、定尺、檢驗成為成品。
[0009]作為改進，所述銅管的組分配比為:Sn 0.05-0.25wt%，Zn 0.02-0.2wt%，Ni0.02-0.2wt%, P 0.02-0.lwt%, Co 0.1-0.4wt %，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)。[0010]再改進，所述磷銅合金中磷的質(zhì)量百分比為14~14.5被％。
[0011]最后，所述鑄錠加熱擠壓采用水封擠壓，以防止擠壓坯表面氧化，起到固溶處理的作用。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過Sn、N1、Zn等固溶強化來提高材料的強度，通過P提高材料的可焊接性能，通過Co、P細化晶粒、提高再結(jié)晶溫度，從而實現(xiàn)材料的高強、高耐熱性。本發(fā)明的微合金化銅管是一種理想的高強、耐熱耐蝕的銅管材料，可以用于熱交換器制造領(lǐng)域。
[0013]說明書附圖
[0014]圖1為本發(fā)明實施例中退火溫度對抗拉強度的影響曲線圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]一種高強耐熱微合金化銅管的制備方法，先將電解銅、電解鎳、電解鈷、磷銅合金、鋅錠、錫錠按照以下組分配比進行配料稱量:Sn 0.05-0.25wt%, Zn 0.02-0.2wt%,Ni0.02-0.2wt%，P 0.02-0.lwt%，Co 0.1-0.4wt %，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)；然后將材料依次加入感應電爐內(nèi)熔煉，采用木炭覆蓋，熔煉溫度為115(Tl250°C，待全部金屬熔化后，保溫5-30分鐘；進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度110(Tl200°C ;然后將銅合金鑄錠加熱到850-90(TC進行擠壓，擠壓坯經(jīng)冷軋、扒皮拉伸，500-60(TC退火(時效)、盤拉、500-60(TC退火、定尺、檢驗成為成品。
[0017]銅管各組分的含量范圍是根據(jù)下述理由確定:
[0018]銅:
[0019]本發(fā)明微合金化銅管的銅含量≥ 99.3wt%。銅含量低于99.3wt%時，材料塑性較差，管材加工需進行中間退火處理，成本升高；同時在制備熱交換器產(chǎn)品時容易出現(xiàn)開裂等顯現(xiàn)而導致成材料降低，生產(chǎn)成本增加。
[0020]Sn、N1、Zn:
[0021]Sn、N1、Zn在本發(fā)明設(shè)計的范圍內(nèi)，以固溶的形式存在于基體中，提高材料強度。當其含量過低時，其強化效果并不明顯，而含量過高時，將嚴重降低材料塑性。
[0022]P:
[0023]磷可起到脫氧及改善熔體流動性作用，同時磷可提高材料的焊接性能。當磷含量增加，將于材料晶界處偏聚，嚴重降低材料塑性。
[0024]Co:
[0025]鈷可細化晶粒，提高再結(jié)晶溫度。同時，Co與P時效析出Co2P硬質(zhì)顆粒，可降低P在晶界處偏聚所帶來的不利影響，同時，可在晶界處形成位錯定扎，提高強度，并抑制再結(jié)晶，從而提聞材料耐熱性能和強度。
[0026]下面通過實施例1、2、3的具體數(shù)據(jù)對發(fā)明進行更為詳細的描述。
[0027]實施例1、2、3中的感應電爐采用300Kg中頻感應爐熔煉，熔煉溫度1150_1250°C，澆注溫度1100-1200°C，采用垂直半連鑄，直徑為Φ 195mm。
[0028]合金主要成分如表1所示。
[0029]表1合金主要成分表(wt%)[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種高強耐熱微合金化銅管，其特征在于其組分配比為:Sn 0.05-0.25wt%,Zn0.02-0.2wt%, Ni 0.02-0.2wt%, P 0.02-0.lwt%, Co 0.1-0.4wt%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)。
2.—種權(quán)利I高強耐熱微合金化銅管的制備方法，其特征在于先將電解銅、電解鎳、電解鈷、磷銅合金、鋅錠、錫錠按照銅管的組分配比稱量后，依次加入感應電爐內(nèi)熔煉，采用木炭覆蓋，熔煉溫度為115(Tl250°C，待全部金屬熔化后，保溫5-30分鐘；進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度110(Tl2(KrC;然后將銅合金鑄錠加熱到850-90(TC進行擠壓，擠壓坯經(jīng)冷軋、扒皮拉伸，500-600 V退火(時效)、盤拉、500-600 V退火、定尺、檢驗成為成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述磷銅合金中磷的質(zhì)量百分比為14~14.5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備 方法，其特征在于所述鑄錠加熱擠壓采用水封擠壓。
【文檔編號】C22C1/03GK103789570SQ201210422137
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】丁家圓, 王永如, 巢國輝, 裘桂群, 黃紹輝, 葉東皇 申請人:寧波金田銅業(yè)(集團)股份有限公司