【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属加工，具体而言，涉及一种铜合金丝材、其制备方法及应用。
技术介绍
1、常规的海洋养殖用材料通常采用尼龙或其他化学纤维材质制造。然而，在海洋养殖过程中，这些材料容易滋生微生物并导致大量海洋生物的淤积，从而阻碍了养殖水体的流动性，进而导致养殖物的疾病和营养不良问题。相比之下，铜合金由于可以释放铜离子，能够有效地防止微生物和海洋生物的滋生与淤积，因此成为了当前和未来养殖网箱的理想材料。
2、铜合金作为养殖用材主要用于网衣的制作，以及连接网衣与框架的捆扎。然而，目前铜合金材料在捆扎与连接过程中存在一些问题，包括不耐反复弯曲、易断以及不均匀腐蚀等。这些问题导致了加速腐蚀并缩短了材料的使用寿命。为了解决这些问题，需要对铜合金材料进行改性，以提高其耐用性和稳定性，从而更好地满足海洋养殖的需求。
3、为了上述问题，本领域专家进行了大量研究。专利cn 100543162c从脱锌腐蚀、非β相占比和晶粒细化方面提出了系列合金及其网箱结构，通过添加zr、p元素细化铸态晶粒，添加as、sb、mg及p抑制脱锌腐蚀；专利cn103403201a通过添加大量的ni、mn元素改善延展性及强度，但增加了合金成本；其中也不乏相应的产品。然而上述几种现有技术均添加了多个种类的元素，其中不乏有害于环境的as、sb等，不仅使得加工工艺更为复杂，也不利于该领域绿色发展；此外，添加的合金元素也会导致合金成品丝材的反复弯曲性能下降。
4、基于此，如何提供一种配方简单、易加工、耐蚀且反复弯曲性能良好铜合金丝材，使其能够作为
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种铜合金丝材、其制备方法及应用，以解决现有技术中的铜合金丝材配方复杂、涉及元素种类多、耐蚀性与反复弯曲性能差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种铜合金丝材，其特征在于，按重量百分比计，铜合金丝材的成分包括：cu 65~85wt%、sn 0.5~2wt%、al 0.2~2.0wt%、ti 0.05 ~0.5wt%、si 0.05~1.5wt%，余量为zn及不可避免的杂质元素，且铜合金丝材的成分中不包括ni、fe、mg、b、zr、cr和co；铜合金丝材中，20<[zn]eq.<38。
3、进一步地，按重量百分比计，该铜合金丝材的成分包括：cu 68~75wt%、sn 0.5~1.2wt%、al 0.8~1.5wt%、ti 0.1~0.3wt%、si 0.2~0.8wt%，余量为zn及不可避免的杂质元素，且铜合金丝材的成分中不包括ni、fe、mg、b、zr、cr和co；铜合金丝材中，25<[zn]eq.<36。
4、进一步地，铜合金丝材的成分中， al与ti的重量比为（3~10）：1。
5、进一步地，铜合金丝材的晶粒尺寸为30~80μm。
6、本专利技术的另一方面提供了一种上述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，电磁水平连铸：对铜合金熔体进行电磁水平连铸得到铜合金铸杆，电磁水平连铸的温度为1100~1150℃；电磁水平连铸在连铸结晶器中进行，连铸结晶器的交变电磁场电流为20~100a，频率为20~50hz；步骤s3，变形与热处理：对铜合金铸杆依次进行轧制处理、第一退火处理、第一冷拉处理、表面扒皮处理、第二退火处理以及第二冷拉处理，得到铜合金丝材。
7、进一步地，步骤s2中铜合金铸杆的直径为15~20mm，晶粒尺寸为200~500μm。
8、进一步地，步骤s3中，轧制处理的变形量为75~95%；第一冷拉处理的变形量为50~70%；第二冷拉处理的变形量为25~40%。
9、更进一步地，步骤s3中，第一退火处理的温度为550~650℃，保温时间为2~6小时，得到第一退火丝材；第一退火丝材的晶粒尺寸为100~120μm；第二退火处理的温度为500~650℃，保温时间为2~6小时，得到第二退火丝材；第二退火丝材的晶粒尺寸为30~80μm。
10、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，向第一熔体中添加硅，进行第二熔化，得到第二熔体；步骤s1-3，将第二熔体降温至1100~1150℃后，依次向第二熔体中添加锡、铝、锌和铜钛中间合金并进行第三熔化，得到铜合金熔体；第一熔化和第二熔化的温度各自独立地为1200~1240℃，第三熔化的温度为1100~1150℃。
11、本专利技术的又一个方面提供了一种上述铜合金丝材在海洋养殖领域中的应用，将该铜合金丝材作为耐蚀的海洋养殖用网衣网箱材料、网衣连接及捆扎用丝带材料。
12、应用本专利技术的技术方案，针对于现有铜合金材料涉及元素种类多且工艺复杂的问题，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，并优化晶粒尺寸，得到了腐蚀速率低、抗弯折性能强的铜合金丝材，能够适用于不同海域的网衣网箱、网衣连接及捆扎。且因元素种类简单，在保证铜合金丝材应用性能良好的同时也有利于降低工艺复杂度。
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1.一种铜合金丝材，其特征在于，按重量百分比计，所述铜合金丝材的成分包括：Cu 65~85wt%、Sn 0.5~2wt%、Al 0.2~2.0wt%、Ti 0.05 ~0.5wt%、Si 0.05~1.5wt%，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且所述铜合金丝材的成分中不包括Ni、Fe、Mg、B、Zr、Cr和Co；
2.根据权利要求1所述的铜合金丝材，其特征在于，按重量百分比计，所述铜合金丝材的成分包括：Cu 68~75wt%、Sn 0.5~1.2wt%、Al 0.8~1.5wt%、Ti 0.1~0.3wt%、Si 0.2~0.8wt%，余量为Zn及不可避免的杂质元素，且所述铜合金丝材的成分中不包括Ni、Fe、Mg、B、Zr、Cr和Co；
3.根据权利要求2所述的铜合金丝材，其特征在于，所述铜合金丝材的成分中，所述Al与所述Ti的重量比为（3~10）：1。
4.根据权利要求3所述的铜合金丝材，其特征在于，所述铜合金丝材的晶粒尺寸为30~80μm。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的铜合金丝材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的铜合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述铜合金铸杆的直径为15~20mm，晶粒尺寸为200~500μm。
7.根据权利要求6所述的铜合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
8.根据权利要求7所述的铜合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
9.根据权利要求8所述的铜合金丝材的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述熔化与合金化的步骤还包括：
10.一种权利要求1至4中任一项所述的铜合金丝材在海洋养殖领域中的应用，将所述铜合金丝材作为耐蚀的海洋养殖用网衣网箱材料、网衣连接及捆扎用丝带材料。
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金丝材，其特征在于，按重量百分比计，所述铜合金丝材的成分包括：cu 65~85wt%、sn 0.5~2wt%、al 0.2~2.0wt%、ti 0.05 ~0.5wt%、si 0.05~1.5wt%，余量为zn及不可避免的杂质元素，且所述铜合金丝材的成分中不包括ni、fe、mg、b、zr、cr和co；
2.根据权利要求1所述的铜合金丝材，其特征在于，按重量百分比计，所述铜合金丝材的成分包括：cu 68~75wt%、sn 0.5~1.2wt%、al 0.8~1.5wt%、ti 0.1~0.3wt%、si 0.2~0.8wt%，余量为zn及不可避免的杂质元素，且所述铜合金丝材的成分中不包括ni、fe、mg、b、zr、cr和co；
3.根据权利要求2所述的铜合金丝材，其特征在于，所述铜合金丝材的成分中，所述al与所述ti的重量比为（3~10）：1。
【专利技术属性】
技术研发人员：娄花芬，向朝建，莫永达，陈忠平，张嘉凝，刘芳，王苗苗，王云鹏，孙燕，
申请(专利权)人：中铝科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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