[发明专利]一种耐腐蚀白铜管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍铜合金领域，尤其涉及一种海洋用耐腐蚀白铜管及其制备方法。

背景技术

随着海洋事业的发展和加强海军建设的进程，铜及铜合金冷凝管的需求量在快速增长。2011年国内仅电力、船舶制造、海水淡化三个行业对高精度铜及铜镍合金管材的需求量已达到6万吨，国内市场对高精度铜及铜合金管材的需求还将继续增长，预计到2015年国内需求量将超过10万吨。

上世纪90年代发展出添加硼的HSn70-1B，添加Mn、Ni及微量稀土元素铈HSn70-1AB，强度和耐蚀性进一步提高，但是黄铜管脱锌腐蚀和应力腐蚀均比不上铜镍合金，限制了其在舰船上的应用。

目前，舰船冷凝管材料主要采用BFe30-1-1和BF10-1-1。其中，BFe30-1-1铁白铜为结构铜镍合金,有良好的力学性能，在海水、淡水和蒸气中具有高的耐蚀性，但可切削性较差。BFe30-1-1铁白铜用于造船业中在高温、高压、高速条件下工作的冷凝器和恒温器。BFe10-1-1合金中的Fe和Mn的加入大大改进了这种材料的抗浸蚀性能，在微盐溶液中能接受的最高速度可达4m/s。该合金对清洁或有一定污染的海水及江湾水有很好的抗腐蚀性，被大量使用在电站、脱盐、石化工厂等使用海水的热交换器上。

铜镍合金材料是制造海水管系的常用材料，但铜镍合金材料寿命有限，需定期更换。与其他材料的冷凝管相比，钛在所有浓度的硫化物中都不受腐蚀，在含硫化物的污染海水中具有良好的耐蚀性。同时，钛在水速高达20m/s和含砂量高达40g/L的条件下，均具有优良的耐腐蚀性能。但钛制取和加工困难，产量很低，价格昂贵，在价格上与铜镍管相比不占优势。

现有铜合金冷凝管的生产，采用立式半连续工艺生产实心铸锭，定尺锯切为400～600mm长的短锭，将短锭加热至800～1000℃（视合金种类不同而不同），在双动挤压机上进行穿孔挤压得到空心管坯。对管坯进行定尺锯切、矫直、酸洗后进行皮尔格轧制。对轧制管坯需要裁切为4～6m的短管，随后退火、酸洗、制头、拉伸；如此反复3～5次，工艺流程长，生产道次多；挤压加热、反复退火，能耗极高；挤压工序工装损耗大、成本高；酸洗工序金属损耗大。特别是制品品质低，无法生产超长铜合金冷凝管。因此，需要寻求一种具有低成本，减少金属损失，同时具有良好耐腐蚀性能的环境友好型新工艺。

传统工艺一般采用：熔铸→锯切→挤压（玻璃垫润滑）→锯切→轧制→锯切→退火→酸洗→直条拉伸→刃模扒皮→直条拉伸→定尺锯切→退火的工艺方法。传统方法工艺流程长，生产效率低，生产成本高，由于有酸洗、玻璃垫润滑等工序，对设备及环境污染严重。

而传统的铜镍合金管材的工艺具有流程长，生产效率低，生产成本高，对环境和设备污染严重等诸多弊端。因此，需要寻求一种具有低成本，减少金属损失，同时具有良好耐腐蚀性能的环境友好型新工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋用耐腐蚀白铜管及其制备方法，解决传统的铜镍合金材料寿命有限，由于塑性低难以适应盘管拉伸生产方式等问题。

本发明的技术方案是：

一种耐腐蚀白铜管，按重量百分比计，其化学成分及含量如下：

碳C：≤0.03；硅Si：0.10～0.20；锰Mn：6.0～8.0；硫S：≤0.005；磷P：0.15～0.20；镍Ni：22.0～24.0；钴Co：2.0～4.0；锌Zn：2.0～4.0；铅Pb：0.20～0.40；铁Fe：3.0～4.0；稀土元素RE：0.15～0.20；砷As：0.005～0.010；铜Cu：余量。

所述的耐腐蚀白铜管，稀土元素RE为镧元素和/或铈元素。

所述的耐腐蚀白铜管及其制备方法，包括熔炼方法和加工方法，所述的熔炼方法如下：

首先，将铜原料投入到工频感应电炉中，木炭覆盖剂覆盖；然后，将炉温升到1350℃～1400℃，待炉料全部融化后加入铁、钴、镍，依次添加中间合金：硅铜、锰铜、锌铜，出炉前5～15分钟加入中间合金：铅铜、磷铜、砷铜以及Cu-15wt%RE；最后，进行成分调整，将铜合金熔融金属注入到结晶器中制备白铜管坯。

所述的加工方法为对白铜管坯进行盘管拉伸生产。

所述的盘管拉伸生产如下：

熔铸→锯切→水封挤压→轧管→圆盘拉伸→圆盘刃模扒皮→圆盘拉伸→舒马格联合拉拔机拉伸→直条拉伸→退火。

所述的退火处理：在850℃～900℃下保温1～2小时，随炉冷却。

本发明的优点及有益效果是：