鎳白銅合金及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鎳白銅合金及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳白銅是以鎳為主要添加元素的銅基合金，呈銀白色，有金屬光澤，故名鎳白銅。銅鎳之間彼此可無限固溶，從而形成連續(xù)固溶體，即不論彼此的比例多少，而恒為α -單相合金。當(dāng)把鎳熔入紅銅里，含量超過16%以上時(shí)，產(chǎn)生的合金色澤就變得潔白如銀，鎳含量越高，顏色越白。鎳白銅中鎳的含量一般為25%。純銅加鎳能顯著提高強(qiáng)度、耐蝕性、硬度、電阻和熱電性，并降低電阻率溫度系數(shù)。因此鎳白銅較其他銅合金的機(jī)械性能、物理性能都異常良好，延展性好、硬度高、色澤美觀、耐腐蝕、富有深沖性能，被廣泛使用于造船、石油化工、電器、儀表、醫(yī)療器械、日用品、工藝品等領(lǐng)域，并還是重要的電阻及熱電偶合金。鎳白銅的缺點(diǎn)是主要添加元素一鎳屬于稀缺的戰(zhàn)略物資，價(jià)格比較昂貴。
[0003]例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種鐵錳鎳白銅管的制備方法[申請(qǐng)?zhí)?200910185341.X],所述鐵錳鎳白銅管各元素的重量百分比為:鎳29-32%，錳1.5-2.5%，鐵1.7-2.3%，混合稀土 0.008%，余量為電解銅，各元素的總和為100%。所述混合稀土由鑭、鈰和釔按鑭:鈰:釔=2: 2:1的重量比混合而成。其制備方法包括以下工藝步驟:取電解銅、鎳、錳和鐵置于低頻電爐中，加熱，邊熔煉邊振動(dòng)，并加入混合稀土，采用水平連鑄的方法鑄造成實(shí)心坯錠；加熱，擠壓成毛坯管；乳制；拉伸；酸洗；進(jìn)行多道次拉伸，直至成品，成品退火。本發(fā)明由于在合金中添加了混合稀土，可以提高坯錠的表面質(zhì)量，及細(xì)化合金晶粒，提高冷加工性能，可以在合金中添加更好的錳和鐵，而高錳高鐵可以大大提高鐵錳鎳白銅管的耐腐蝕和耐沖刷性能。
[0004]顯然，上述方案中鎳的含量過高，導(dǎo)致成本較高，經(jīng)濟(jì)性較差。另一方面，雖然具有較好的耐腐蝕和耐沖刷性能，但是影響了其他機(jī)械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種鎳含量較低，組份配置合理，鎳白銅合金機(jī)械性能好的鎳白銅合金制備工藝。
[0006]本發(fā)明還有一目的是提供一種機(jī)械性能好，制造成本低的鎳白銅合金。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案:鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，本工藝包括下述步驟:
[0008]Α、初煉:將配制好的原料投入熔爐進(jìn)行熔煉，獲得鎳白銅合金熔液，所述的鎳白銅合金熔液含有下述質(zhì)量組份=Ni為10-12%、Fe為1.5-1.8%, Mn為0.6-0.9%, Pb為0-0.025 %、Zn 為 0-0.25 %、P 為 0-0.025 %、C 為 0.0035-0.0045 %、S 為 0.004-0.005 % ；Al為0-1.2% ;其余為Gu;
[0009]B、靜置:將初煉得到的鎳白銅合金熔液倒入容器中，然后將鎳白銅合金熔液鎮(zhèn)靜至少25分鐘，且在鎮(zhèn)靜期間實(shí)施至少一次攪拌，將鎳白銅合金熔液中的雜質(zhì)去除；
[0010]C、澆鑄:將鎮(zhèn)靜后的液態(tài)金屬熔液進(jìn)行澆鑄，獲得鎳白銅合金。
[0011]在上述的鎳白銅合金制備工藝中，在上述的步驟B中，鎮(zhèn)靜時(shí)間為25分鐘-35分鐘；將鎮(zhèn)靜時(shí)間均分為3個(gè)時(shí)間段，在中間一個(gè)時(shí)間段實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。
[0012]在上述的鎳白銅合金制備工藝中，在上述的步驟B中，鎮(zhèn)靜時(shí)間為30分鐘，在第
11-20分鐘時(shí)實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。
[0013]在上述的鎳白銅合金制備工藝中，所述的鎳白銅合金恪液含有下述質(zhì)量組份:Ni為 10.30 % ；Fe 為 1.65 % ；Mn 為 0.79 % ；Pb 為 0-0.02 % ；Zn 為 0-0.2 % ;P 為 0-0.02 % ；C為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；A1 為 O ;其余為 Gu0
[0014]在上述的鎳白銅合金制備工藝中，所述的Pb為0-0.01% ；Zn為0.10% ;所述的P為 0.01%。
[0015]在上述的鎳白銅合金制備工藝中，所述的鎳白銅合金恪液含有下述質(zhì)量組份:Ni為 10.30 % ；Fe 為 1.65 % ；Mn 為 0.79 % ；Pb 為 0-0.02 % ；Zn 為 0-0.2 % ;P 為 0-0.02 % ；C為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；A1 為 1.2% ;其余為 Gu0
[0016]—種采用上述鎳白銅合金制備工藝制得的鎳白銅合金。
[0017]在上述的鎳白銅合金中，所述的鎳白銅合金的機(jī)械性能如下為341-338N/mm2;A 為 51-52% ；Rp0.2 為 129_131N/mm2;硬度為 105-108HBW。
[0018]在上述的鎳白銅合金中，所述的Rm為340N/mm2;A為51.5% ；Rp0.2為130N/mm2;硬度為108HBW。
[0019]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本鎳白銅合金及其制備工藝的優(yōu)點(diǎn)在于:鎳含量較低，能夠大幅降低材料成本，降低成本。機(jī)械性能優(yōu)良，在材料成本和機(jī)械性能之間實(shí)現(xiàn)了平衡。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
[0021]鎳白銅合金制備工藝包括下述步驟:
[0022]A、初煉:將配制好的原料投入熔爐進(jìn)行熔煉，獲得鎳白銅合金熔液，所述的鎳白銅合金熔液含有下述質(zhì)量組份=Ni為10-12%、Fe為1.5-1.8%, Mn為0.6-0.9%, Pb為0-0.025 %、Zn 為 0-0.25 %、P 為 0-0.025 %、C 為 0.0035-0.0045 %、S 為 0.004-0.005 % ；Al為0-1.2% ;其余為Gu;
[0023]B、靜置:將初煉得到的鎳白銅合金熔液倒入容器中，然后將鎳白銅合金熔液鎮(zhèn)靜至少25分鐘，且在鎮(zhèn)靜期間實(shí)施至少一次攪拌，將鎳白銅合金熔液中的雜質(zhì)去除；
[0024]C、澆鑄:將鎮(zhèn)靜后的液態(tài)金屬熔液進(jìn)行澆鑄，獲得鎳白銅合金。
[0025]在上述的步驟B中，鎮(zhèn)靜時(shí)間為25分鐘-35分鐘；將鎮(zhèn)靜時(shí)間均分為3個(gè)時(shí)間段，在中間一個(gè)時(shí)間段實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。優(yōu)選地，鎮(zhèn)靜時(shí)間為30分鐘，在第11-20分鐘時(shí)實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。
[0026]鎳白銅合金熔液含有下述質(zhì)量組份:Ni為10.30% ；Fe為1.65% ；Mn為0.79% ;Pb 為 0-0.02% ；Zn 為 0-0.2% ;P 為 0-0.02% ;C 為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；A1 為 O ;其余為Gu。優(yōu)選地，Pb為0-0.01% ;Zn為0.10% ;所述的P為0.01%。
[0027]通過鎮(zhèn)靜能夠使鎳白銅合金熔液的溫度下降，同時(shí)使氣體逸出，雜質(zhì)上浮，從而有效地提高了鎳白銅合金性能。本發(fā)明中，鎳白銅合金熔液的鎮(zhèn)靜時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)在鎮(zhèn)靜過程中實(shí)施了鎳白銅合金熔液攪拌，能夠進(jìn)一步促進(jìn)氣體逸出和雜質(zhì)上浮。此外，攪拌鎳白銅合金熔液能夠使鎳白銅合金熔液溫度均勻，避免出現(xiàn)溫度不均現(xiàn)象，同時(shí)攪拌也有利于氣體逸出和雜質(zhì)上浮。這里的攪拌時(shí)間和攪拌次數(shù)根據(jù)需要確定。通過上述長(zhǎng)時(shí)間鎮(zhèn)靜和長(zhǎng)時(shí)間攪拌，使得鎳白銅合金組織均勻，晶粒細(xì)化。在鎮(zhèn)靜過程中，還可根據(jù)需要添加其他金屬元素，從而獲得所需的鎳白銅合金。在澆鑄過程中可以進(jìn)行擋渣和預(yù)脫氧。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]本實(shí)施例中，本鎳白銅合金組份包括下述質(zhì)量組份:Ni為10.30% ；Fe為1.65% ;Mn 為 0.79% ；Pb 為 0-0.02% ；Zn 為 0-0.2% ；P 為 0-0.02% ；C 為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；Al為1.2% ;其余為Gu。采用上述鎳白銅合金組份制得的鎳白銅合金，鎳白銅合金的機(jī)械性能如下:所述的 Rm 為 340N/mm2;A 為 51.5% ；Rp0.2 為 130N/mm2;硬度為 108HBW。
[0030]本實(shí)施例的鎳白銅合金熔煉過程與實(shí)施例1類同，本文不做贅述。
[0031]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0032]盡管本文較多地使用了術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，本工藝包括下述步驟: A、初煉:將配制好的原料投入熔爐進(jìn)行熔煉，獲得鎳白銅合金熔液，所述的鎳白銅合金熔液含有下述質(zhì)量組份:Ni 為 10-12%、Fe 為 1.5-1.8%、Mn 為 0.6-0.9%、Pb 為 0-0.025%、Zn 為 0-0.25%、P 為 0-0.025%、C 為 0.0035-0.0045%、S 為 0.004-0.005%;A1 為 0-1.2%；其余為Gu ； B、靜置:將初煉得到的鎳白銅合金熔液倒入容器中，然后將鎳白銅合金熔液鎮(zhèn)靜至少25分鐘，且在鎮(zhèn)靜期間實(shí)施至少一次攪拌，將鎳白銅合金熔液中的雜質(zhì)去除； C、澆鑄:將鎮(zhèn)靜后的液態(tài)金屬熔液進(jìn)行澆鑄，獲得鎳白銅合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，在上述的步驟B中，鎮(zhèn)靜時(shí)間為25分鐘-35分鐘；將鎮(zhèn)靜時(shí)間均分為3個(gè)時(shí)間段，在中間一個(gè)時(shí)間段實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，在上述的步驟B中，鎮(zhèn)靜時(shí)間為30分鐘，在第11-20分鐘時(shí)實(shí)施鎳白銅合金熔液攪拌。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，所述的鎳白銅合金熔液含有下述質(zhì)量組份=Ni為10.30% ；Fe為1.65% ；Mn為0.79% ；Pb為0-0.02% ；Zn為 0-0.2% ;P 為 0-0.02% ;C 為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；A1 為 O ;其余為 Gu05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，所述的Pb為0-0.01% ；Zn為0.10% ;所述的P為0.01%。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳白銅合金制備工藝，其特征在于，所述的鎳白銅合金恪液含有下述質(zhì)量組份:Ni為10.30% ；Fe為1.65% ；Mn為0.79 % ；Pb為0-0.02% ；Zn為0-0.2% ;P 為 0-0.02% ;C 為 0.0039% ；S 為 0.0045% ；A1 為 1.2% ;其余為 Gu07.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的鎳白銅合金制備工藝制得的鎳白銅合金。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳白銅合金，其特征在于，所述的鎳白銅合金的機(jī)械性能如下:Rm 為 341-338N/mm2;A 為 51-52% ;Rp0.2 為 129_131N/mm 硬度為 105-108HBW。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳白銅合金，其特征在于，所述的Rm為340N/mm2;A為51.5%；Rp0.2 為 130N/mm2;硬度為 108HBW。
【專利摘要】本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鎳白銅合金及其制備工藝。它解決了現(xiàn)有制造成本高，機(jī)械性能不足等技術(shù)問題。本工藝包括下述步驟：A、初煉；B、靜置；C、澆鑄。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本鎳白銅合金及其制備工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：鎳含量較低，能夠大幅降低材料成本，降低成本。機(jī)械性能優(yōu)良，在材料成本和機(jī)械性能之間實(shí)現(xiàn)了平衡。
【IPC分類】C22C9/06, C22C1/02
【公開號(hào)】CN105039779
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510401206
【發(fā)明人】何少盈, 李曉軍
【申請(qǐng)人】浙江海帆機(jī)械有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日