本發(fā)明涉及銅合金制造，尤其涉及一種抗侵蝕銅鎳鐵合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性﹑導(dǎo)熱性﹑延展性和耐蝕性，主要用于制作發(fā)電機(jī)﹑母線﹑電纜﹑開關(guān)裝置﹑變壓器等電工器材和熱交換器﹑管道﹑太陽能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。但是隨著科技的發(fā)展，對于銅性能的要求越來越高，純銅已經(jīng)不能滿足技術(shù)要求，因此銅合金得到大規(guī)模的發(fā)展。銅合金是以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金，包括以鋅為主要合金元素的黃銅，以鎳為主要添加元素的白銅和以錫為主要添加元素的青銅等。

2、銅合金由于具有較好的耐腐蝕性能，在污染的海水及江灣水中有較高的抗侵蝕性，因此被廣泛應(yīng)用于船舶和海洋工程等領(lǐng)域。由于海水中含有大量具有侵蝕性的氯離子等，對銅合金具有長期的腐蝕作用，即使是銅合金也難以在船舶中長期使用，需要頻繁維護(hù)。雖然通過向銅合金中加入一些元素能夠提高其抗腐蝕性能，但是這些元素的加入往往會導(dǎo)致銅合金的力學(xué)性能下降，反而限制了耐腐蝕銅合金的應(yīng)用。

3、因此，如何在保證銅合金具有優(yōu)異力學(xué)性能的基礎(chǔ)上提高其抗侵蝕性能，成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抗侵蝕銅鎳鐵合金及其制備方法，本發(fā)明提供的抗侵蝕銅鎳鐵合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，可以很好的抵抗海水侵蝕。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種抗侵蝕銅鎳鐵合金，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)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％和余量的銅。

4、優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述抗侵蝕銅鎳鐵合金包括以下化學(xué)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％和余量的銅。

5、優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述抗侵蝕銅鎳鐵合金包括以下化學(xué)成分：ni：9.0～11.0％，fe：1.2～1.9％，mn：0.22～0.85％，ce：0.04％，nb：0.02％和余量的銅。

6、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述抗侵蝕銅鎳鐵合金的制備方法，包括以下步驟：

7、(1)將合金原料混合后依次進(jìn)行熔煉和水平連鑄，得到合金鑄錠；

8、(2)將所述步驟(1)得到的合金鑄錠進(jìn)行初軋，得到初軋合金；

9、(3)將所述步驟(2)得到的初軋合金依次進(jìn)行圈料退火和預(yù)成品軋制，得到軋制合金；

10、(4)將所述步驟(3)得到的軋制合金進(jìn)行連續(xù)退火，得到退火態(tài)合金；

11、(5)將所述步驟(4)得到的退火態(tài)合金依次進(jìn)行成品軋制和去應(yīng)力退火，得到抗侵蝕銅鎳鐵合金。

12、優(yōu)選地，所述步驟(1)中水平連鑄的溫度為1190～1210℃，水平連鑄的移動速率為110～130mm/min。

13、優(yōu)選地，所述步驟(3)中圈料退火的保溫溫度為720～760℃，圈料退火的保溫時(shí)間為12～16h。

14、優(yōu)選地，所述步驟(3)中預(yù)成品軋制的總加工率為50～70％，預(yù)成品軋制的道次數(shù)為4～10次。

15、優(yōu)選地，所述步驟(4)中連續(xù)退火的溫度為820～850℃，連續(xù)退火的移動速率為6～18m/min。

16、優(yōu)選地，所述步驟(5)中成品軋制的總加工率為15～40％，成品軋制的道次數(shù)為2～4次。

17、優(yōu)選地，所述步驟(5)中去應(yīng)力退火的溫度為380～450℃。

18、本發(fā)明提供了一種抗侵蝕銅鎳鐵合金，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)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％和余量的銅。本發(fā)明通過加入鎳在合金中能夠起到增強(qiáng)硬度、提高耐蝕性和延長使用壽命的作用；fe元素和mn元素的加入可以起到協(xié)同作用，大幅度改善合金的抗侵蝕性能；通過添加微量合金元素ce，能在合金中與ni元素形成致密的稀土相ceni5的腐蝕產(chǎn)物層，減少微裂紋，且與基體結(jié)合牢固，能有效減緩腐蝕速率，提高合金的耐腐蝕性能；加入nb元素能顯著提高合金的高溫塑性，同時(shí)形成的ni3nb化合物能提高合金的硬化能力，從而提高合金的力學(xué)性能；通過對合金中元素的摻量進(jìn)行優(yōu)化，可以進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。實(shí)施例的結(jié)果顯示，本發(fā)明提供的抗侵蝕銅鎳鐵合金的抗拉強(qiáng)度≥400mpa，屈服強(qiáng)度≥330mpa，硬度≥130hv，延伸率a50≥8.0％，力學(xué)性能優(yōu)異，同時(shí)經(jīng)過8h鹽霧試驗(yàn)后合金表面光亮無明顯腐蝕，具有優(yōu)異的抗侵蝕性能。

技術(shù)特征：

1.一種抗侵蝕銅鎳鐵合金，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)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％和余量的銅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗侵蝕銅鎳鐵合金，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)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％和余量的銅。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗侵蝕銅鎳鐵合金，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)成分：ni：9.0～11.0％，fe：1.2～1.9％，mn：0.22～0.85％，ce：0.04％，nb：0.02％和余量的銅。

4.權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述抗侵蝕銅鎳鐵合金的制備方法，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中水平連鑄的溫度為1190～1210℃，水平連鑄的移動速率為110～130mm/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中圈料退火的保溫溫度為720～760℃，圈料退火的保溫時(shí)間為12～16h。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中預(yù)成品軋制的總加工率為50～70％，預(yù)成品軋制的道次數(shù)為4～10次。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中連續(xù)退火的溫度為820～850℃，連續(xù)退火的移動速率為6～18m/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中成品軋制的總加工率為15～40％，成品軋制的道次數(shù)為2～4次。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中去應(yīng)力退火的溫度為380～450℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種抗侵蝕銅鎳鐵合金及其制備方法，屬于銅合金制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過加入鎳在合金中能夠起到增強(qiáng)硬度、提高耐蝕性和延長使用壽命的作用；Fe元素和Mn元素的加入可以起到協(xié)同作用，大幅度改善合金的抗侵蝕性能；通過添加微量合金元素Ce，能在合金中與Ni元素形成致密的稀土相CeNi<subgt;5</subgt;的腐蝕產(chǎn)物層，減少微裂紋，且與基體結(jié)合牢固，能有效減緩腐蝕速率，提高合金的耐腐蝕性能；加入Nb元素能顯著提高合金的高溫塑性，同時(shí)形成的Ni<subgt;3</subgt;Nb化合物能提高合金的硬化能力，從而提高合金的力學(xué)性能；通過對合金中元素的摻量進(jìn)行優(yōu)化，可以進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。

技術(shù)研發(fā)人員：韓淑敏,吳存慧,夏子淇,黃洪錦,朱建軍,廖駿駿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江惟精新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10