一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金及其制備方法，屬于有色金屬熔煉鑄造和材料耐腐蝕【技術(shù)領(lǐng)域】，合金按重量百分比分別為：銅(Cu)76.0～79.0％，鋁(Al)1.8～2.5％，釔(Y)0.01～0.05％，鈷(Co)0.2～0.6％，雜質(zhì)總和不大于0.65％，鋅(Zn)為余量。本發(fā)明通過添加微量稀土釔元素有效細(xì)化晶粒、調(diào)控鋁黃銅合金的組織和耐蝕性能，替代了傳統(tǒng)耐蝕鋁黃銅中有毒元素砷，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的目的；通過添加微量鈷元素進(jìn)一步細(xì)化晶粒，提高合金抗拉性能、塑性、強(qiáng)度和硬度。該新型合金具有高性能、高耐蝕性、綠色環(huán)保、低成本、節(jié)能降耗等特點(diǎn)，因而具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金及其制備方法，屬于有色金屬熔煉鑄造和材料耐腐蝕【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]高耐蝕銅合金因具有優(yōu)良的耐蝕性能、耐高溫、耐高壓、高抗凍性能等力學(xué)性能，而廣泛應(yīng)用于核電、太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電熱交換器、海水淡化、戰(zhàn)機(jī)和動(dòng)力機(jī)械液壓系統(tǒng)、汽車同步齒環(huán)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)襯、衛(wèi)星導(dǎo)航陀螺儀和石油化工等諸多領(lǐng)域。我國(guó)目前耐蝕銅合金主要有“鐵白銅”和“耐蝕復(fù)雜黃銅”兩大系列，鐵白銅系列代表合金為BlO和B30，耐蝕復(fù)雜黃銅系列代表合金為HSn70-lA和HA177-2A。BlO和B30因其鎳含量高，價(jià)格昂貴，應(yīng)用成本較高；HSn70-lA和HA177-2A合金中提高耐蝕性能的砷(As)元素有劇毒，生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生有毒氣體和塵埃，不僅污染環(huán)境，更嚴(yán)重危害人們的健康。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)上述耐蝕銅合金領(lǐng)域中存在的問題研發(fā)出一種低成本高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提出一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金，其特征在于，該合金由以下重量百分比的組分制成:銅(Cu) 75.0~78.0%，鋁(Al) 1.7~2.2%，釔(Y)0.01~0.05%，鈷(Co)0.2~0.6%，雜質(zhì)總和不大于0.04%，鋅(Zn)為余量。
[0005]優(yōu)選的，該合金由以下重量百分比的組分制成:銅(Cu)77.0%，鋁(Al)2.2%，釔(Y)0.03%，鈷(Co)0.4%，雜質(zhì)總和不大于0.04%，鋅(Zn)為余量。
[0006]本發(fā)明還提供了上述高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金的制備方法，包含以下步驟:
[0007](1)在工頻有芯感應(yīng)熔煉爐中加入高純陰極銅，熔煉溫度為1080~1120°C ；
[0008](2)在銅液表面覆蓋木炭，厚度為150~200mm ；
[0009](3)在銅熔體中加入鋅錠；
[0010](4)在合金熔體中加入鋁質(zhì)量百分含量為50%的銅鋁中間合金；
[0011](5)在合金熔體中加入含乾質(zhì)量百分含量為10%或者15%銅乾中間合金；
[0012](6)在合金熔體中加入金屬鈷；
[0013](7)充分?jǐn)嚢韬髶圃笕拥焦庾V儀上進(jìn)行成分分析；
[0014](8)合金成分滿足要求后轉(zhuǎn)爐到保溫爐靜置十分鐘，之后進(jìn)行澆鑄。
[0015]本發(fā)明通過添加微量稀土釔元素有效細(xì)化晶粒、調(diào)控鋁黃銅合金的組織和耐蝕性能，替代了傳統(tǒng)耐蝕鋁黃銅中有毒元素砷，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的目的；通過添加微量鈷元素進(jìn)一步細(xì)化晶粒，提高合金抗拉性能、塑性、強(qiáng)度和硬度。該新型合金具有高性能、高耐蝕性、綠色環(huán)保、低成本、節(jié)能降耗等特點(diǎn)，因而具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明所述的一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金，其合金成分主要包含銅、鋅、鋁、釔、鈷等元素，其各組份按重量百分比分別為:銅(Cu) 75.0~78.0%，鋁(Al)L 7~2.2%，釔(Y)0.01~0.05%，鈷(Co)0.2~0.6%，雜質(zhì)總和不大于0.04%，鋅(Zn)為余量。
[0019]在工頻有芯感應(yīng)熔煉爐中加入質(zhì)量百分比為預(yù)算合金總量約74%的高純陰極銅，熔煉溫度為1080~1120°C。固態(tài)銅完全熔化后，在銅液表面覆蓋厚度為150~200mm的木炭。在銅熔體中加入質(zhì)量百分比為預(yù)算合金總量約22%的鋅錠，同時(shí)加入質(zhì)量百分比為4%的含鋁50%銅鋁中間合金。主合金元素完全溶解后添加質(zhì)量百分比約0.3%的含釔10%的銅釔中間合金和質(zhì)量百分比約0.4%的金屬鈷。充分?jǐn)嚢韬髶圃?，除渣后取樣到光譜儀上進(jìn)行成分分析，合金成分滿足要求后轉(zhuǎn)爐到保溫(保溫溫度1090°C )爐靜置十分鐘，之后進(jìn)行澆鑄。根據(jù)生產(chǎn)需求可以澆鑄成扁平鑄錠或者圓柱型鑄錠。
[0020]根據(jù)上述實(shí)施方式得到的最優(yōu)化的合金質(zhì)量百分比例為:銅(Cu)77.0%，鋁(Al) 2.2%，釔(Y)0.03%，鈷(Co)0.4%，雜質(zhì)總和為 0.04%,# (Zn)為 20.33%。
[0021]對(duì)上述合金進(jìn)行力學(xué)性能和耐蝕性能的測(cè)量，以上述最優(yōu)化的配方與鋁黃銅對(duì)比如下表所示，本發(fā)明的高耐蝕環(huán)保鋁黃銅提高了耐蝕性、機(jī)械性能和硬度。
[0022]

【權(quán)利要求】
1.一種高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金，其特征在于，該合金由以下重量百分比的組分制成:銅(Cu)75.0 ~78.0%，鋁(Al) 1.7 ~2.2%，釔(Y)0.01 ~0.05%，鈷(Co)0.2 ~0.6%,雜質(zhì)總和不大于0.04%，鋅(Zn)為余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金，其特征在于，該合金由以下重量百分比的組分制成:銅(Cu)77.0%，鋁(Al) 2.2%，釔(Y)0.03%，鈷(Co) 0.4%，雜質(zhì)總和不大于0.04%,鋅(Zn)為余量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高耐蝕環(huán)保稀土鋁黃銅合金的制備方法，其特征在于，包含以下步驟: (1)在工頻有芯感應(yīng)熔煉爐中加入高純陰極銅，熔煉溫度為1080~1120°C； (2)在銅液表面覆蓋木炭，厚度為150~200mm； (3)在銅熔體中加入鋅錠； (4)在合金熔體中加入含鋁50%銅鋁中間合金； (5)在合金熔體中加入含乾10%或者15%銅乾中間合金； (6)在合金熔體中加入金屬鈷； (7)充分?jǐn)嚢韬髶?渣，除渣后取樣到光譜儀上進(jìn)行成分分析； (8)合金成分滿足要求后轉(zhuǎn)爐到保溫爐靜置十分鐘，之后進(jìn)行澆鑄。
【文檔編號(hào)】C22C9/04GK104073679SQ201410300111
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】張建華, 張欣, 孫克斌, 王士杰, 郭麗麗, 張西軍, 田英明 申請(qǐng)人:中色奧博特銅鋁業(yè)有限公司