[发明专利]海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金棒材领域，具体涉及一种海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒及其制备方法。

背景技术

随着人口的急剧增加，社会经济的高速发展，全球资源短缺的现象已经呈现，如淡水资源、能源资源的短缺成为全球经济持续发展的障碍，因而，人们提出了开发海洋资源，海洋资源的开发将成为本世纪重大研究课题。开发海洋资源首先要制作各种工具作为开发的手段，为此目的须制造相关机械设备。海洋和陆地不同，海水和海洋大气中含有氯化物和硫化物，对机械装置材料腐蚀作用很大，而深海海水的强大压力，需求设备强度高，否则会出现失效，故海洋设备构件需要选用耐海水腐蚀、比强度高、比韧性好的材料加工制造。

目前，以QAL9-4为代表的具有高强度的铝铁合金棒通过挤压成型及锻打工艺之后具有较高的强度及耐腐蚀性，其通常用于船舶、海底石油开采设备的耐腐蚀及耐压部件等。但是QAL9-4铝铁合金棒需要锻打才能提高其机械性能，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高的强度及耐腐蚀性，且生产成本较低的海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒及其制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组份组成：占合金棒总重量13-23%的铝，占合金棒总重量3-17%的铁，占合金棒总重量0.5-8%的锡，占合金棒总重量1-15%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组分组成：占合金棒总重量16-19%的铝，占合金棒总重量3-5%的铁，占合金棒总重量0.5-1%的锡，占合金棒总重量1-3%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组分组成：占合金棒总重量13-15%的铝，占合金棒总重量6-8%的铁，占合金棒总重量1-2%的锡，占合金棒总重量4-6%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组分组成：占合金棒总重量14-16%的铝，占合金棒总重量9-11%的铁，占合金棒总重量1.5-2.5%的锡，占合金棒总重量7-9%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组分组成：占合金棒总重量19-20%的铝，占合金棒总重量12-14%的铁，占合金棒总重量3-5%的锡，占合金棒总重量10-12%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒，由以下组分组成占合金棒总重量21-23%的铝，占合金棒总重量15-17%的铁，占合金棒总重量6-8%的锡，占合金棒总重量13-15%的锌，余量为铜。

优选地，铜可以是电解铜。

本发明提供的海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金棒的制备方法，包括如下步骤：

1）按照配比将铜﹑铝﹑铁、锡置于工频电炉内，加热至1150-1350℃，待其完全熔化后保温至1100-1200℃；

2）用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，覆盖厚度为10-20cm；

3）保温时间50分钟-2小时后，用德国斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定的范围内；

4）重新升温至1200-1300℃，并开启工频电炉的振动装置，振动频率设定为0.6次/秒或者1次/秒，采用水平连铸方法铸造成直径为80-120mm，长度为800-1000mm的棒材；

5）用铜锭铣床对毛坯铜棒进行表面加工，加工为表面光洁直径为75-115mm，长度为800-1000mm的合金坯棒；

6）退火，用箱式退火炉对挤压后的铜棒进行退火处理，其中退火温度为200-300℃，退火时间为1-2.5小时；

7）将退火完成的合金坯采用1200吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为250-350℃，挤压温度为500-600℃，挤压速度V=5-12mm/s，挤压后铜棒直径为￠65-102mm，长度为1040-1560mm；

8）表面处理：采用高精度车床对挤压后的合金棒材进行车加工，使其表面光亮、两端整齐，并得到直径为￠60-100mm，公差为+/-0.1mm-+/-0.2mm，长度为1000-1500mm的成品；

9）对步骤8）得到的成品包装并入库。

在本发明的制备方法中，铜可以是电解铜。

本发明的有益效果是：