一种锡黄铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锡黄铜合金及其制备方法，所述锡黄铜包含元素的质量百分比为Cu?69.0-71.0%、Sn0.8-1.3%、As0.02-0.06%、Ti0.01-0.08%、Zr0.01-0.08%、B0.005-0.08%、Sb0.02-0.06、Ni0.05-1.2%、Mn0.05-0.70%、Fe0.05-0.10%、Al0.15-0.60%、P0.03-0.08%、稀土0.05-0.40%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。该合金的耐腐、耐磨蚀性能大大增强，能较好的满足我国南北方、沿海与内陆的不同地区、不同水质、不同水流流况条件的使用要求，极端耐用温度提高，满足大型超临界机组恶劣工况使用和长寿命要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铜及铜合金加工，属于金属材料合金化、材料防腐及合金熔炼
，尤其涉及一种耐腐蚀、抗磨蚀、长寿命的锡黄铜合金及其熔炼方法。
技术介绍
HSn70_l锡黄铜常用作制作冷凝器，广泛用作海船、海滨电站、火电厂的冷凝器及组件，耐蚀性是该合金极其重要的使用性能。该合金的名义锌含量在29%左右，含锌量大于15%的黄铜，在残余应力、引起锌选择性溶解的介质和合金本身容易脱锌等因素的影响下，会出现明显的应力腐蚀破裂倾向。含锌量越高、残余应力越大，腐蚀倾向越大，黄铜脱锌、应力腐蚀和冲击腐蚀是合金腐蚀、失效的根源。在脱锌过程中，锌被选择性地脱除而留下多孔、易脆的铜层、氧化层，正常的黄铜基体逐渐被多孔、易脆的铜基体取代，最终导致管材破漏。目前广泛应用的冷凝管合金HSn70-l，其使用寿命在7-10年左右，仅为不锈钢管使用寿命的六至七分之一，远远不能满足电站冷凝器的使用寿命要求，直接导致火电站冷凝器被不锈钢管替代。HSn70_l合金通过添加As来达到抑制黄铜脱锌的目的，由于As仅能抑制单相α黄铜脱锌，而HSn70-l合金的名义锌含量在29%左右，锡的锌当量为2，形成β相的趋势大，该合金的实际锌当量在31%左右。在非平衡结晶条件下，该合金中会出现(α+β )相区，As的存在对(α +β )相区的脱锌过程不起抑制作用。我国幅员辽阔，南方和北方、沿海和内陆的水质条件不同，东北和华北等一些地区，水体中溶解固形物、悬浮物、含盐量与氯离子含量较高的地区，冷凝管的使用寿命有时仅有5-8年。不同地域的水质含C1_、NH4 +、S042_以及含泥砂等固体悬浮物的量不同，对锡黄铜冷凝管的耐蚀、抗磨蚀性能提出了不同的要求，才能满足长寿命的使用要求。现有的HSn70_l合金仅适合于在淡水、静止的海水的条件下使用，水质条件恶劣或者水流冲击大时，往往会出现管材泄露率高、使用寿命低等现象，严重影响我国电力事业的发展。近年来，随着技术的不断进步，发电设备向大型化、超临界机组方向发展，工作温度更高、水流速度更大，水质条件更恶劣，对冷凝管合金的性能要求越来越高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种耐腐蚀、抗磨蚀、长寿命锡黄铜合金及其制备方法。上述目的是通过下述方案实现的 一种锡黄铜合金，其特征在于，所述锡黄铜包 含元素的质量百分比为Cu 69. 0-71. 0%、Sn O. 8-1.3%、As O. 02-0. 06%, Ti O. 01-0. 08%, Zr O. 01-0. 08%, B O. 005-0. 08%,Sb O. 02-0. 06、Ni O. 05-1. 2%, Mn O. 05-0. 70%, Fe 0.05-0.10%、Al O. 15-0. 60%, PO. 03-0. 08%、稀土 O. 05-0. 40%，杂质总量不大于O. 05%，余量为锌。根据上述锡黄铜合金，其特征在于，其中Cu 69.0-71.0%、Sn O. 8-1. 3%, AsO.03-0. 06%、Ti0.03-0. 06%、Zr0. 02-0. 05%、BO. 01-0. 05%、Sb 0. 03-0. 06%、Ni 0. 5-0. 9%、Al0. 35-0. 50%、稀土 0. 10-0. 30%，杂质总量不大于O. 05%，余量为锌。根据上述锡黄铜合金，其特征在于，其中Cu 69.0-71.0%、Sn O. 8-1. 3%, AsO. 03-0. 06%、Ti O. 03-0. 055%, Zr O. 02-0. 05%, B O. 008-0. 05%, Sb O. 03-0. 05, AlO. 15-0. 50%、Ni O. 20-0. 60%、Mn O. 20-0. 60%、稀土 O. 05-0. 15%,杂质总量不大于 O. 05%,余量为锌。 根据上述锡黄铜合金，其特征在于，其中Cu 69.0-71.0%、Sn O. 8-1. 3%、As 0.03-0.06%、Ti O. 03-0. 06%, Zr O. 02-0. 05%, B O. 05-0. 08%, Sb O. 03-0. 06, NiO. 50-0. 80%、Mn O. 30-0. 50%、Fe O. 05-0. 10%、Al O. 25-0. 50%、稀土 O. 05-0. 30%,杂质总量不大于O. 05%，余量为锌。一种制备上述合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入59%的铜、旧料，覆盖木炭，木炭加入量以能够盖住金属炉料为准，升温使其全部熔化； ⑵将O. 05-0. 10%铁、O. 20-0. 90%镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解； (3)在1180-1190°C温度条件下加入锌并使其熔化，随后加入铜-锡中间合金，使合金中的Sn含量为O. 80-1. 30%，使其充分溶解;熔炼温度1130-1160。。； ⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝、铜-锰中间合金，同时加入10%的铜，使合金中的铝、锰含量分别为O. 15-0. 60%,O. 05-0. 70%，待铜-铝、铜-锰中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160°C之间； (5)将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1160°C之间； (6)向铜液中依次加入铜-锑、铜-砷使其充分溶解，使合金中的锑、砷含量分别为O. 02-0. 06%,O. 02-0. 06% ;随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解，使合金中的硼、钛、锆含量分别为 O. 005-0. 08%,O. 01-0. 08%,O. 01-0. 08% ； (7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，使合金中的稀土含量为O. 05-0. 40%，随后，对合金成分进行全分析，进行必要的合金元素补料或者加铜冲淡，使其符合权利要求书规定的成分要求，将成分符合要求的铜液温度调整到1150-1160°C之间； ⑶对含有铝的锡黄铜合金，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入O. 02-0. 05%的冰晶石；气体吹炼时间为3-5分钟，吹炼过程结束后，立即在铜液表面覆盖一层干透的木炭；待铜液静置5-8分钟后，即可开始捞渣、浇铸。本专利技术的有益效果本专利技术涉及的一种耐腐蚀、抗磨蚀、长寿命的锡黄铜合金，根据合金基体的相区特点，采用多组元微量元素复合微合金化和合金基体纯净化手段，解决了传统锡黄铜合金脱锌、破漏和使用寿命低的问题。合金的耐腐、耐磨蚀性能大大增强，能较好的满足我国南北方、沿海与内陆的不同地区、不同水质、不同水流流况条件的使用要求，极端耐用温度提高，满足大型超临界机组恶劣工况使用和长寿命要求。具体实施例方式本专利技术的白铜合金包含元素的质量百分比为Cu 69. 0-71. 0%、Sn O. 8-1. 3%、As O. 02-0. 06%, Ti O. 01-0. 08%, Zr O. 01-0. 08%, B O. 005-0. 08%, Sb O. 02-0. 06,Ni O. 05-1. 2%、Mn O. 05-0. 70%、Fe O. 05-0. 10%、Al O. 15-0. 60%、P O. 03-0. 08%、稀土O. 05-0. 40%，杂质总量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，杨志强，
申请(专利权)人：金川集团有限公司，
类型：发明
国别省市：