铜合金、铜合金的制备方法、铜管技术

本发明专利技术提供了一种铜合金、铜合金的制备方法、铜管，其中，所述铜合金中，含有微量元素与磷脱氧铜成的α固溶体，所述微量元素至少包括锡。所述锡占所述铜合金总重量百分比的０．１～２．０％。所述微量元素还包含锌，所述锌占所述铜合金总重量百分比的０．０５～１．０％。在本发明专利技术提供的铜合金中，由于包含有微量元素锡与磷脱氧铜形成的α固溶体，通过固溶强化作用，增强铜合金的抗拉强度，进而，使采用这种铜合金的铜管的耐压力有很大的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有色金属材料，尤其涉及一种铜合金、铜合金的制备方法、铜管。
技术介绍
空调制冷用铜管(简称空调管)是专门用于诸如空调器等制冷系统热交换 器的管材，这种管材包括光面管和带有不同内外表面形状的管材，如内螺紋管、 翅片管等。现有空调制冷用铜管的材料为磷脱氧铜，其软态常温下抗拉强度在205 N 255MP，其包含两个牌号TP,、 TP2,各个组分的组成"t要重量百分比计分 别为TP,含铜Ci^99.9%，含磷P 0.004 0.012%; TPz含Cu299.90/0,含磷为 0.015 0.040%。在这两种磷脱氧铜中，Sn元素含量均在0.005%以下，Zn元素 含量在0.001%以下。该两个牌号的磷脱氧铜虽然具有良好的韧性、焊接性能、 一定的强度、致 密度以及耐蚀性；但是，鉴于以下三个原因其一目前，空调制冷行业用管材正向小克重、薄壁化节约材料方向发展； 管壁越薄，其耐压力越小，由此将导致采用该管材的设备的使用寿命及可靠性 的降低。其二环保型高压制冷剂开发应用，对系统用传热管材的耐压能力提出了 更高要求；例如，在家用空调行业，目前普遍使用的制冷剂是HCFC-R22，它 作为制冷剂已应用了几十年，对臭氧层有一定破坏作用，相比之下，环保型的 新冷媒R407c、 R410a对臭氧层的破坏率则为零，而且制冷、制热效率高，被 国际制冷界认为是目前家用空调的最佳冷媒。而且这种新冷媒也易于实现空调 系统的小型化，在一定程度上也节约了材料和制造费用。但是，对环保型的新 冷i某R4(Hc、 R410a而言，制冷系统的高压为3.0MP，低压为1.2MP，而在 同样的情况下，该压力为传统型的"老冷媒"R22的1.5倍。其三近年来，由于人类对于大气污染的关注越来越强烈，对制冷剂的环 境污染指标要求越来越高，这使得，空调中常用得制冷剂的使用受到极大得限 制，采用无公害制冷剂得呼声越来越高。因此寻找一种对大气无污染，并且热 力学性质又满足要求得制冷剂工质的任务就显得相当紧迫。在所考察的各种制冷剂工质中，co2由于其得天独厚的条件就成为汽车空调制冷剂替代工质的首选。但是，C02作为空调制冷剂的一大缺点是，系统必须在很大的压力下才能工作——比传统系统高5倍，而在高压下操作显然对空调管的耐压力提出了挑战。综上所述，随着薄壁、新冷j泉以及天然工质的出现对空调管的耐压力提出 了更高的要求，但是由于制备现有磷脱氧铜制备的空调管，其本身耐压力过低， 从而导致以其为材料制备的管材不能很好的满足空调业的使用需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高耐压能力的铜合金材料，基于 该铜合金材料制成的铜管，可以克服磷脱氧铜管耐压力过低的缺陷。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种铜合金，所述铜合金中，含有微量 元素与磷脱氧铜成的a固溶体，所述樣i量元素至少包括锡。优选地，所述锡占所述铜合金总重量的百分比为0.1 ~ 2.0%。优选地，所述微量元素还包含锌，所述锌占所述铜合金总重量的百分比为 0.05 ~ 1.0%。另一方面，本专利技术公开了一种铜合金的制备方法，包含如下步骤预加热至少包括锡的微量元素，以去除所述微量元素中的水分；将所述微 量元素添加至熔化的磷脱氧铜溶液中；在所述微量元素均匀分布后，进行铸造、 冷却，以形成含有a固溶体的铜合金。优选地，所述将微量元素添加至熔化的磷脱氧铜溶液中进一步为将总重 量百分比为0.1 ~2.0%的锡添加至熔化的磷脱氧铜溶液中。优选地，所述微量元素还包括锌，所述将微量元素添加至熔化的磷脱氧铜 溶液中进一步还包括将总重量百分比为0.05 ~ 1.0%的锌添加至熔化的磷脱氧 铜溶液中。另一方面，本专利技术公开了一种铜管，所述铜合金包含有微量元素与磷脱氧 铜形成的(X固溶体，所述微量元素至少包括锡。优选地，所述锡占所述铜合金总重量的百分比为0.1 ~ 2.0%。优选地，所述微量元素还包含锌，所述锌占所述铜合金总重量的百分比为0.05 ~ 1.0%。与现有技术相比，在本专利技术提供的铜合金中，由于包含有微量元素锡与磷 脱氧铜形成的oc固溶体，通过固溶强化作用，增强铜合金的抗拉强度，从而，使采用这种合金的铜管的耐压力有很大的提高。 附图说明图1是根据本专利技术铜合金制备方法实施例的步骤流程图；图2是根据本专利技术铜合金制备方法实施例的详细步骤流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实 施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术利用微合金化原理，以磷脱氧铜为基体，通过添加适量微量元素，使之在基体中形成ct固溶体，通过固溶强化作用，增强铜合金的抗拉强度，从而，使采用这种合金的铜管的耐压力有很大 的提高。在磷脱氧铜中加入锡(Sn)元素，通过固溶强化，有效的改善合金的力学 性能，但如果Sn的总重量百分比低于O.P/。，固溶强化的效果与现有技术相比 没有优势，但如果超过2.0% ,制备的材料抗拉强度虽然得到了增强，但是， 该材料的属性却给空调管材的加工带来了很大的难度，亦即不适合采用这样的 配比来制备管材，因此，综合考虑和比较，本专利技术确定Sn元素的重量百分比 含量为0.1 ~ 2.0%。在磷脱氧铜中加入锌(Zn)元素，可以进一步进行固溶强化，改善合金的 力学性能，并且，加入Zn元素，还具有细化晶粒的作用，这样，也可以使材 料的力学性能得到改善。若Sn的含量为0.1。/。，加入的Zn的含量应为1.0%， 若Sn的含量为2.0%，加入的Zn的含量应为0.05%,也就是说，在所加入的 锡的百分比含量控制在0.1 ~ 2.0%的范围内时，应加入含量为0.05 ~ 1.0%范围的锌，相对于只添加锡元素，都能够在起到合金改善性能的作用。 下面，将具体描述本专利技术铜合金的不同的实施例。实施例一一种铜合金，包含按重量百分比为0.01-2.0%的Sn元素的磷脱氧铜合 金，元素Sn在所述磷脱氧铜基体中形成oc固溶体。通过以磷脱氧铜为基体溶剂，根据铸造炉容量，添加0.1~2.0%溶质金属 Sn,使溶质元素固溶在基体中，使铜合金化，由于晶体间变形阻力增加，最终 产生固溶强化的效果。为了进一步改善铜合金的力学性能，还可以通过磷脱氧铜原材料来进一步 控制其他元素的含量0.004%以下的S， 0.004%以下的O， 0.01~0.05%之间 的P，其余是Cu和杂质，进一步地，可以控制杂质中Fe、 Ni、 Cr、 Ag、 Pb、 Al以及Bi等元素，其重量百分比总和不超过0.06%。在这里，需要说明的是，Zn或Sn元素在铜合金中，与铜形成a固溶体， 并不存在单质形态的Zn或者Sn 了，但是可以通过检测的方法，测得其中的 锌或锡的含量。经测试，本专利技术所提供的铜合金制成的空调管材抗拉强度均大于260 MPa,延伸率40%以上，平均晶粒尺寸在0.015 0.035mm之间，而磷脱氧铜 制成的管材的抗拉强度在230-240 MPa。经过批壹实验验证，使用本专利技术所提 供的铜合金所制成的相同规格的管材，其耐压值明显高于磷脱氧铜的耐压值。 并且，使用本专利技术所提供的铜合金制成的管材，相对于磷脱氧铜管制成的管材， 在满足正常的工作压力的前提下，管壁可以减薄15%以上，节材效果十分明显。下面给出按照重量百分比为0.1 ~2.0%的Sn, 0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜合金，其特征在于，所述铜合金包含有微量元素与磷脱氧铜形成的α固溶体，所述微量元素至少包括锡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏林，冯振国，赵金浩，刘代星，刘国伟，李俊岐，
申请(专利权)人：金龙精密铜管集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]