一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鋅21-23、錫5-6、Ti0.8-1.0、Ta0.04-0.06、Mg0.9-1.2、La0.01-0.05、余量為銅。本發(fā)明錫黃銅合金通過添加Ti、Mg，提高了銅合金的抗氧化性和強(qiáng)度；通過添加Ta、La，使得合金切削性能好，導(dǎo)電性好；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質(zhì)均一。本發(fā)明銅合金適用于海上作業(yè)的機(jī)械零部件上，能夠防止海洋生物附著生長(zhǎng)及耐海水腐蝕。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅因其良好的導(dǎo)電性，可塑性，耐腐蝕性，應(yīng)用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場(chǎng)所。目前我國(guó)現(xiàn)有的銅合金仍存在一些問題，如合金內(nèi)含有大量雜質(zhì)元素，高溫疲勞性差、高溫強(qiáng)度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導(dǎo)電性差，浪費(fèi)電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場(chǎng)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有耐海水腐蝕、防止海洋生物附著生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種防污及耐海水腐蝕 銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋅 21-23、錫 5-6、T1.8-1.0、Ta0.04-0.06、Mg0.9-1.2、La0.01-0.05、余量為銅。
[0005]所述的防污及耐海水腐蝕銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鋅；(2)錫、Ta; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以240_250°C /小時(shí)速率升溫至280_290°C，保溫50-60分鐘，再以240-250 °C /小時(shí)速率升溫至600-620 °C，保溫1_2小時(shí)；再以260-2700C /小時(shí)速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時(shí)；再以240_250°C /小時(shí)速率升溫至370-380°C，保溫1-2小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至100_120°C，保溫1_2小時(shí)；再以200-21 (TC /小時(shí)速率升溫至280-300°C，保溫1.5-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明錫黃銅合金通過添加T1、Mg，提高了銅合金的抗氧化性和強(qiáng)度；通過添加Ta、La，使得合金切削性能好，導(dǎo)電性好；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致，合金品質(zhì)均一。本發(fā)明銅合金適用于海上作業(yè)的機(jī)械零部件上，能夠防止海洋生物附著生長(zhǎng)及耐海水腐蝕。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提高成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋅 21-23、錫 5-6、T1.8-1.0、Ta0.04-0.06、Mg0.9-1.2、La0.01-0.05、余量為銅。
[0010]所述的防污及耐海水腐蝕銅合金材料的生產(chǎn)方法如下:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.8比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鋅；(2)錫、Ta; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以245°C /小時(shí)速率升溫至285°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時(shí)速率升溫至610°C，保溫1.5小時(shí)；再以265°C /小時(shí)速率降溫至110°C，保溫1.5小時(shí)；再以245°C /小時(shí)速率升溫至375°C，保溫1.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至110°C，保溫1.5 小時(shí)；再以205°C /小時(shí)速率升溫至290°C，保溫2小時(shí)，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅15、白云石3、苦菱土
4、粘土 30、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼2、Na2TiF68、氟硅酸鈉3 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1_2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實(shí)施例防污及耐海水腐蝕銅合金材料，抗拉強(qiáng)度6b為500Mpa，屈服強(qiáng)度480MPa，硬度值HB為148，導(dǎo)電率％IACS70，軟化溫度597°C，20°C延伸率15%。
【權(quán)利要求】
1.一種防污及耐海水腐蝕銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋅 21-23、錫 5-6,T1.8-1.0,Ta0.04-0.06,Mg0.9-1.2,La0.01-0.05、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污及耐海水腐蝕銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(1)鋅；(2)錫、Ta; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防污及耐海水腐蝕銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以240-250°C /小時(shí)速率升溫至280-290°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至600-620°C，保溫1-2小時(shí)；再以260_270°C /小時(shí)速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時(shí)；再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至370_380°C，保溫1_2小時(shí)；再以250-2600C /小時(shí)速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時(shí)；再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至280-300°C，保溫1.5-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防污及耐海水腐蝕銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土30-35、欽白粉 2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氣娃酸納3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK104032165SQ201410197395
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳大軍 申請(qǐng)人:蚌埠市宏威濾清器有限公司