一种抗侵蚀铜镍铁合金及其制备方法与流程

本发明涉及铜合金制造，尤其涉及一种抗侵蚀铜镍铁合金及其制备方法。

背景技术：

1、纯铜具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。但是随着科技的发展，对于铜性能的要求越来越高，纯铜已经不能满足技术要求，因此铜合金得到大规模的发展。铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金，包括以锌为主要合金元素的黄铜，以镍为主要添加元素的白铜和以锡为主要添加元素的青铜等。

2、铜合金由于具有较好的耐腐蚀性能，在污染的海水及江湾水中有较高的抗侵蚀性，因此被广泛应用于船舶和海洋工程等领域。由于海水中含有大量具有侵蚀性的氯离子等，对铜合金具有长期的腐蚀作用，即使是铜合金也难以在船舶中长期使用，需要频繁维护。虽然通过向铜合金中加入一些元素能够提高其抗腐蚀性能，但是这些元素的加入往往会导致铜合金的力学性能下降，反而限制了耐腐蚀铜合金的应用。

3、因此，如何在保证铜合金具有优异力学性能的基础上提高其抗侵蚀性能，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗侵蚀铜镍铁合金及其制备方法，本发明提供的抗侵蚀铜镍铁合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，可以很好的抵抗海水侵蚀。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种抗侵蚀铜镍铁合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：ni：4.0～11.0％，fe：1.0～2.0％，mn：0.2～1.0％，ce：0.02～0.05％，nb：0.005～0.025％和余量的铜。

4、优选地，按质量百分比计，所述抗侵蚀铜镍铁合金包括以下化学成分：ni：7.0～11.0％，fe：1.1～1.9％，mn：0.2～0.9％，ce：0.03～0.05％，nb：0.01～0.02％和余量的铜。

5、优选地，按质量百分比计，所述抗侵蚀铜镍铁合金包括以下化学成分：ni：9.0～11.0％，fe：1.2～1.9％，mn：0.22～0.85％，ce：0.04％，nb：0.02％和余量的铜。

6、本发明提供了上述技术方案所述抗侵蚀铜镍铁合金的制备方法，包括以下步骤：

7、(1)将合金原料混合后依次进行熔炼和水平连铸，得到合金铸锭；

8、(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭进行初轧，得到初轧合金；

9、(3)将所述步骤(2)得到的初轧合金依次进行圈料退火和预成品轧制，得到轧制合金；

10、(4)将所述步骤(3)得到的轧制合金进行连续退火，得到退火态合金；

11、(5)将所述步骤(4)得到的退火态合金依次进行成品轧制和去应力退火，得到抗侵蚀铜镍铁合金。

12、优选地，所述步骤(1)中水平连铸的温度为1190～1210℃，水平连铸的移动速率为110～130mm/min。

13、优选地，所述步骤(3)中圈料退火的保温温度为720～760℃，圈料退火的保温时间为12～16h。

14、优选地，所述步骤(3)中预成品轧制的总加工率为50～70％，预成品轧制的道次数为4～10次。

15、优选地，所述步骤(4)中连续退火的温度为820～850℃，连续退火的移动速率为6～18m/min。

16、优选地，所述步骤(5)中成品轧制的总加工率为15～40％，成品轧制的道次数为2～4次。

17、优选地，所述步骤(5)中去应力退火的温度为380～450℃。

18、本发明提供了一种抗侵蚀铜镍铁合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：ni：4.0～11.0％，fe：1.0～2.0％，mn：0.2～1.0％，ce：0.02～0.05％，nb：0.005～0.025％和余量的铜。本发明通过加入镍在合金中能够起到增强硬度、提高耐蚀性和延长使用寿命的作用；fe元素和mn元素的加入可以起到协同作用，大幅度改善合金的抗侵蚀性能；通过添加微量合金元素ce，能在合金中与ni元素形成致密的稀土相ceni5的腐蚀产物层，减少微裂纹，且与基体结合牢固，能有效减缓腐蚀速率，提高合金的耐腐蚀性能；加入nb元素能显著提高合金的高温塑性，同时形成的ni3nb化合物能提高合金的硬化能力，从而提高合金的力学性能；通过对合金中元素的掺量进行优化，可以进一步提高合金的力学性能和耐腐蚀性能。实施例的结果显示，本发明提供的抗侵蚀铜镍铁合金的抗拉强度≥400mpa，屈服强度≥330mpa，硬度≥130hv，延伸率a50≥8.0％，力学性能优异，同时经过8h盐雾试验后合金表面光亮无明显腐蚀，具有优异的抗侵蚀性能。

1.一种抗侵蚀铜镍铁合金，按质量百分比计，包括以下化学成分：ni：4.0～11.0％，fe：1.0～2.0％，mn：0.2～1.0％，ce：0.02～0.05％，nb：0.005～0.025％和余量的铜。

2.根据权利要求1所述的抗侵蚀铜镍铁合金，其特征在于，按质量百分比计，包括以下化学成分：ni：7.0～11.0％，fe：1.1～1.9％，mn：0.2～0.9％，ce：0.03～0.05％，nb：0.01～0.02％和余量的铜。

3.根据权利要求2所述的抗侵蚀铜镍铁合金，其特征在于，按质量百分比计，包括以下化学成分：ni：9.0～11.0％，fe：1.2～1.9％，mn：0.22～0.85％，ce：0.04％，nb：0.02％和余量的铜。

4.权利要求1～3任意一项所述抗侵蚀铜镍铁合金的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水平连铸的温度为1190～1210℃，水平连铸的移动速率为110～130mm/min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中圈料退火的保温温度为720～760℃，圈料退火的保温时间为12～16h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中预成品轧制的总加工率为50～70％，预成品轧制的道次数为4～10次。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中连续退火的温度为820～850℃，连续退火的移动速率为6～18m/min。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中成品轧制的总加工率为15～40％，成品轧制的道次数为2～4次。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中去应力退火的温度为380～450℃。