一种铝黄铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝黄铜合金及其制备方法。所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%;Al1.8-2.5%;As0.02-0.06%;Ti0.02-0.06%;Zr0.02-0.05%;B0.005-0.09%;Ni0.05-1.0%;稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。本发明专利技术通过微量元素合金化的手段，实现净化合金熔体，细化合金铸锭组织，提高合金再结晶温度，改善合金的铸造性能、加工性能、焊接性能、耐蚀性能，提高合金的强度、硬度和耐磨蚀性能，从而达到提高合金使用寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属冶炼
，尤其涉及。
技术介绍
HA177-2铝黄铜常用作制作冷凝器，广泛用作海船、海滨电站、火电、核电的冷凝器及组件，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20%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HA177-2，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。HA177-2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a黄铜脱锌，而HA177-2合金的名义锌含量虽然在20%左右，铝的锌当量为6，形成P相的趋势大，该合金的实际锌当量在32%左右。在非平衡结晶条件下，该合金中会出现(a + P )相区，As的存在对(a +0 )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，不同地域的水质含Cl_、S2 +、SO42 _、NH4 +以及含泥砂等固体悬浮物的量不同，对铝黄铜冷凝管的耐蚀、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。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、抗磨损铝黄铜合金及其熔炼方法。上述目的是通过下述方案实现的 一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76.0-79. 0%; All.8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO.02-0. 06%; ZrO.02-0. 05%;BO. 005-0. 09%; NiO. 1-1. 0%;稀土 0. 05-0. 3%，杂质总量不大于 0. 05%，余量为锌。一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 02-0. 05%; ZrO. 02-0. 05%;B0. 05-0. 08%; NiO. 05-0. 2%; FeO. 05-0. 10%;稀土 0. 10-0. 3%，杂质总量不大于 0. 05%，余量为锌。一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 02-0. 05%; ZrO. 02-0. 05%;BO. 005-0. 05%; NiO. 05-0. 5%; MnO. 05-0. 5%;稀土0. 05_0. 15%，杂质总量不大于0. 05%，余量为锌。一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 03-0. 06%; ZrO. 02-0. 05%;B0. 05-0. 08%; NiO. 1-0. 6%; MnO. 05-0. 3%; FeO. 05-0. 10%; SnO. 05-0. 2%; SiO. 03-0. 06%;稀土 0. 05-0. 3%，杂质总量不大于0. 05%,余量为锌。一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化； ⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解； ⑶在低温1170-1180°C的条件下加入锌并使其熔化； ⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝中间合金，待铜-铝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1120-1150°C之间； (6)向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解； (7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160 °C 之间； ⑶用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0. 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； 其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化； ⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解； ⑶在1170-1180°C的条件下加入锌并使其熔化； ⑷向铜液中加入元素铜-铝中间合金，待铜-铝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1120-1150°C之间； (6)向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解； (7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160 °C 之间； ⑶用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0. 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； 其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化； ⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；⑶在1170-1180°C条件下加入锌并使其熔化； ⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝、铜-锰中间合金，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1120-1150°C之间； (6)向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解； (7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160 °C 之间； ⑶用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0. 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； 其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使其全部熔化； ⑵将铁、镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解； (3)在1170-1180°C条件下加入锌并使其熔化，随后加入铜-锡和铜-硅中间合金，使其充分溶解； ⑷向铜液中加入元素铜-铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76.0-79. 0%; All.8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO.02-0. 06%; ZrO.02-0. 05%;BO. 005-0. 09%; NiO. 05-1. 0%;稀土 0. 05-0. 3%，杂质总量不大于 0. 05%，余量为锌。2.根据权利要求I所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 02-0. 05%; ZrO. 02-0. 05%;B0. 05-0. 08%; NiO. 05-0. 2%; FeO. 05-0. 10%;稀土 0. 10-0. 3%，杂质总量不大于 0. 05%，余量为锌。3.根据权利要求I所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 02-0. 05%; ZrO. 02-0. 05%;B0. 005-0. 05%; NiO. 05-0. 5%; MnO. 05-0. 5%;稀土0. 05_0. 15%，杂质总量不大于 0. 05%，余量为锌。4.根据权利要求I所述的合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素Cu76. 0-79. 0%; All. 8-2. 5%; AsO. 02-0. 06%; TiO. 03-0. 06%; ZrO. 02-0. 05%;B0. 05-0. 08%; NiO. 1-0. 6%; MnO. 05-0. 3%; FeO. 05-0. 10%; SnO. 05-0. 2%; SiO. 03-0. 06%;稀土 0. 05-0. 3%，杂质总量不大于0. 05%,余量为锌。5.一种制备权利要求I所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化； ⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解； ⑶在低温1170-1180°C的条件下加入锌并使其熔化； ⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝中间合金，待铜-铝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1120-1150°C之间； (6)向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解； (7)向铜液中加入铜-轻质稀土中间合金，使其充分溶解，随后，将铜液温度调整到1140-1160 °C 之间； ⑶用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入0. 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； 其中，金属或中间合金的加入量以满足最终合金组份要求为准。6.一种制备权利要求2所述的合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 ⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化； ⑵将铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，黄伯云，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：