專利名稱：熱交換器用銅基合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅基合金，特別涉及中等強(qiáng)度、高導(dǎo)熱用銅基合金，用于250～800℃環(huán)境條件下使用的熱傳導(dǎo)元、器件的制作。
背景技術(shù)：
在高溫下使用的熱交換器大多用T2純銅制作，由于銅的軟化溫度僅230℃，在釬焊和高溫導(dǎo)熱過(guò)程中出現(xiàn)材料晶粒長(zhǎng)大和晶界熔化，純銅中殘留氧的存在，在氫氣保護(hù)釬焊過(guò)程中出現(xiàn)氫病。近年來(lái)改用磷脫氧銅TP2替代T2純銅，但磷脫氧銅僅解決了氫病問(wèn)題，對(duì)熱強(qiáng)度的提高作用甚微，殘留磷還會(huì)對(duì)銅的導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率產(chǎn)生敏感影響，隨著磷含量的增加，銅的導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率急劇下降，熱交換效率受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種加工性能和熱導(dǎo)性與T2銅接近，但熱強(qiáng)度高的銅基合金材料，以提高熱交換器的使用效率和延長(zhǎng)壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，在銅基體中添加少量對(duì)銅加工性能和熱導(dǎo)性能影響極小的金屬元素Fe、Zr、Ce，達(dá)到凈化銅、改善銅合金組織結(jié)構(gòu)，即可達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明熱交換器用銅基合金的特征是所說(shuō)的合金的成分以重量％計(jì)為Fe0.08～0.15，Zr 0.05～0.15，Ce 0.20～0.50，Cu余量。
本發(fā)明屬中等強(qiáng)度高導(dǎo)熱合金。在高溫下，銅對(duì)鐵和鋯的溶解度較大，而在室溫，鐵和鋯在銅中的溶解度極小，銅熔體中加入鐵和鋯，讓其均勻溶解于銅液中，用急冷法快速凝固于銅基體中，富鐵區(qū)體心立方結(jié)構(gòu)的鐵可有效阻止面心立方銅的原子移動(dòng)，達(dá)到強(qiáng)化目的。固溶于銅中的鋯粒子通過(guò)400℃～600℃時(shí)效處理，與銅生成Cu3Zr金屬間化合物，呈納米級(jí)沉淀析出相彌散分布于銅基體中，達(dá)到提高銅再結(jié)晶溫度和熱強(qiáng)度的目的。稀土元素Ce可與銅中殘留的有害雜質(zhì)O、S、H、Pb、Bi等生成高熔點(diǎn)化合物，彌散分布于銅基體中，可急劇細(xì)化晶粒，有效消除技狀晶區(qū)，提高銅的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、耐蝕性和可焊接性能，達(dá)到改善銅的熱加工性能和減少表面裂紋及缺陷的目的。
在本發(fā)明中，當(dāng)合金添加元素含量小于下限時(shí)，合金性能提高不大；而合金中加入元素含量高于上限時(shí)，合金力學(xué)性能雖然顯著提高，但熱導(dǎo)率急劇下降，不適宜做熱交換器材料。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)或積極效果1、本發(fā)明銅基合金的軟化溫度比現(xiàn)有技術(shù)顯著地高；2、本發(fā)明銅基合金的抗拉強(qiáng)度和硬度比現(xiàn)有技術(shù)顯著地高；3、本發(fā)明銅基合金的抗腐蝕性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
具體實(shí)施例方式按表1所示成份，按照現(xiàn)有技術(shù)將銅于中頻爐中熔化，加入Fe、Zr精煉攪拌均勻，調(diào)至澆鑄溫度，加入稀土元素?cái)噭?，鑄成錠坯急冷，按銅加工工藝進(jìn)行常規(guī)加工，于900℃固液，500℃/1h時(shí)效處理，制成試樣，測(cè)量材料軟化溫度，導(dǎo)熱系數(shù)、抗拉強(qiáng)度、硬度，并與現(xiàn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)產(chǎn)品T2和TP2標(biāo)準(zhǔn)材料相比較，其結(jié)果列于表2。
測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明銅基合金與TP2相比較，主要性能指標(biāo)均優(yōu)于T2和TP2銅材，完全達(dá)到熱交換器生產(chǎn)和使用要求。
本發(fā)明實(shí)施例3在成都熱交換器生產(chǎn)企業(yè)試制10臺(tái)家用燃?xì)鉄崴饔玫臒峤粨Q器，試驗(yàn)結(jié)果表明，其工藝性能與T2和TP2相近，機(jī)械性能復(fù)測(cè)結(jié)果與表2相應(yīng)指標(biāo)基本吻合。
表1

表2

權(quán)利要求
1.一種熱交換器用銅基合金，其特征是所說(shuō)的合金的成分以重量％計(jì)為Fe 0.08～0.15，Zr 0.05～0.15，Ce 0.20～0.50，Cu余量。
全文摘要
一種熱交換器用銅基合金合金，其特征是，所說(shuō)合金含有(重量％)Fe 0.08～0.15，Zr 0.05～0.15，Ce 0.20～0.50，Cu余量。本發(fā)明合金具有軟化溫度高(513～631℃)，熱導(dǎo)率高(313～356 w/m.k)，抗拉強(qiáng)度中等(б
文檔編號(hào)C22C9/00GK101078069SQ20071006598
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者夏文華, 梅政 申請(qǐng)人:云南新銅人實(shí)業(yè)有限公司