專利名稱：一種具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種銅鎳合金技術領域，具體的說是一種具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金及其制造方法。
背景技術：
由于鎳銅合金耐腐蝕性高、彈性大、強度高(相對其他銅合金)等優點，被廣泛用于造船、化工、電子、航天航空等行業。用于制造軍工耐蝕構件，各種彈簧與插件。Ni與Cu高溫熔化時為無限固溶體，面心立方晶格。目前國內生產的鎳銅合金NCu40-2-l 棒材的抗拉強度 Φ 5 Φ 20 635Rm/MPa,延伸性能4Α/% > Φ 20 Φ 30，598Rm/MPa,延伸性能5A/%。長時間海水浸泡會產生一定的腐蝕，如何提高性能的同時提高鎳銅合 金耐腐蝕性，長期以來一直是本專業科技人員潛心研究的課題，但至今未能見到有關突破的相關報導。

發明內容
本發明的目的是針對上述所存在的技術問題而提供一種高強度、高耐腐蝕性鎳銅合金及其制造方法。本發明既大幅度提高強度又大幅度提高耐腐蝕性，比原來的抗拉強度提高10%以上，耐腐蝕性提高2倍以上。本發明的目的是通過如下技術方案實現的一種具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金的制造方法，先按下述的重量百分比組成分別取電解鎳、電解銅、錳、鐵、硅、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料備用，然后分別將電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦、硅粉分步驟依次裝入熔煉爐中，其具體操作程序如下先加入鎳、銅、鐵+ —定量起潤滑和覆蓋作用的玻璃一熔化一再加入錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄；出爐溫度為450 1480°C，澆鑄方式為敞流，潤滑劑為烤紅煙灰；合格鑄錠經加熱鍛造或熱軋，車光或刃模，扒皮人工修理，棒坯表面經800 850°C退火，拉伸，退火軋制后最終為鎳銅合金成品；
所述重量百分比組成為金屬銅為36 44%、鐵為O. 2 I. 0%、錳為I. 25 2. 25%、硅為O. 15 O. 1%、金屬鎂為O. 05 O. 1%，金屬鈦O. 1% O. 15%，金屬鎳為余量，不可避免的雜質為彡O. 5%。本發明鎳銅合金成分優選的重量百分比組成為金屬銅為38 42%、鐵為O. 2
I.0%、錳為I. 25 2. 25%、硅為O. 15 O. 1%、金屬鎂為O. 03 O. 08%，金屬鈦O. 1% O. 15%,金屬鎳為余量，不可避免的雜質為< O. 5%。本發明在提高耐腐蝕性的同時，大幅度提高產品的強度，經過大量實驗，最終采取加入金屬鎂(Mg)、硅、鈦方式。之所以選擇鎂、硅、鈦的原因是鎂+鈦一是助熔劑，二是在加熱時鎂能大量的吸收氧、氫、氮等氣體，是理想的吸氣劑，再有鈦有很好的耐腐蝕性。硅的加入有利于通過固熔強化細化晶粒，提高金屬性能。本發明與現有鎳銅合金相比有如下優
占-
^ \\\ ·I.抗拉強度670 720Rm/MPa，延伸率6-7. 5，比目前國內鎳銅合金強度提高15%以上，耐腐蝕性提高近2倍以上。2.本發明具有應用廣泛，使用壽命長等特點，可以生產板、帶、管、棒、線、鍛件。在造船、化工、機械制造、航天航空、電子等行業得到應用，本發明還具有鎳銅合金的加工性良好，加工工藝環節簡單易于生產，適用于各應用領域，特別是對高強度、高耐腐蝕性鎳銅合金的要求。本發明的制造方法改變了原有的真空熔 鑄過程，采用半連續熔煉法，降低了生產成本。該制造方法改變了原有冷加工道次間采用非真空退火的工藝，采用真空充氮氣保護性退火，極大的提高了產品表面質量(因非真空退火后，產品氧化經過酸洗處理，既污染環境又增加了成本)。下面將通過實例對本發明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發明其中的例子而已，并不代表本發明所限定的權利保護范圍，本發明的權利保護范圍以權利要求書為準。
具體實施例方式 實施例I
(1)以電解鎳、電解銅、錳、鐵、硅、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各組設計質量分別為電解鎳為14. 275千克、電解銅10. 25千克、錳O. 325千克、鐵O. 075千克、硅O. 025千克、鎂O. 02千克、金屬鈦O. 035千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中)操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃一熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一燒鑄成型；
(2)澆鑄形成，鑄錠處理后加熱至950 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸刃模扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品。總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。各工序說明
1、原料選擇高品質的電解鎳、電解銅、猛、鐵、金屬鎂、金屬娃粉和金屬鈦；
2、在熔煉過程中，加入一定量的玻璃屬常規選擇，熔化后的玻璃水起潤滑和覆蓋劑的作用。3、出爐溫度1450 1480°C，澆鑄方式敞流，潤滑劑烤紅煙灰；
4、成份分析:銅(38-42%)、錳(I.25-2. 25%)、鐵(O. 2-1. 0%)、硅(O. 15-0. 1%)、鈦忽略不計，余量鎳、雜質< O. 5% ；
分析方法略
5、鑄錠Φ45 X 320mm表面無缺陷；
6、鑄錠低倍滲透檢查無缺陷；
7、鑄錠加熱950°C 1050°C保溫60分鐘，熱軋Φ30 ；
8、Φ30經4個拉伸道次棒坯表面刃模扒皮人工修理后經800 850°C真空退火保溫90分鐘，冷卻后拉至所需成品。實施例2
(O電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各分組設計質量分別為電解鎳14. 458千克、電解銅10千克、錳O. 35千克、鐵O. I千克、硅粉O. 03千克、鎂O. 0175千克、鈦O. 0325千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中)；操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃一熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄成型；
(2)鑄錠處理后加熱至950°C 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品；總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。其各工序說明與實施例I相同，故省略。實施例3
(O以電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各分組設計質量分別為電解鎳14. 598千克、電解銅9. 78千克、錳O. 4千克、鐵O. 15千克、硅粉O. 0325千克、鎂O. 015千克、鈦O. 03千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中)；操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃 —熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣—澆鑄成型；
(2)鑄錠處理后加熱至950°C 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品；總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。其各工序說明與實施例I相同，故省略。實施例4
(O以電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各分組設計質量分別為電解鎳14. 63千克、電解銅9. 625千克、錳O. 438千克、鐵O. 175千克、硅粉O. 035千克、鎂O. 0125千克、鈦O. 0275千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中)；操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃一熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄成型；
〔0021〕(2)鑄錠處理后加熱至950°C 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品；總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。其各工序說明與實施例I相同，故省略。實施例5
(O以電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各分組設計質量分別為電解鎳13. 875千克、電解銅10. 375千克、錳O. 475千克、鐵O. 21千克、硅粉O. 0375千克、鎂O. 01千克、鈦O. 025千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中)；操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃一熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄成型；
(2)鑄錠處理后加熱至950°C 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品；總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。其各工序說明與實施例I相同，故省略。實施例6(1)以電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料，各分組設計質量分別為電解鎳13. 738千克、電解銅10. 3758千克、錳O. 5千克、鐵O. 025千克、硅粉O. 0375千克、鎂O. 0375千克、鈦O. 025千克(分步驟裝入25kg熔煉爐中);操作程序如下鎳+銅+鐵+玻璃一熔化一加錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄成型；
(2)鑄錠處理后加熱至950°C 1050°C開坯軋制棒坯經多次拉伸扒皮人工修理后經800 850°C退火后拉制合金成品；總加工率控制60-70%之間，成品加工率控制在28-30之間。其各工序說明與實施例I相同，故省略。國內鎳銅合金與發明材料力學性能抗腐蝕對照表
權利要求
1.一種具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金，其特征在于該鎳銅合金成分的重量百分比組成為 金屬銅為36 44%、鐵為O. 2 I. 0%、錳為I. 25 2. 25%、硅為O. 15 O. 1%、金屬鎂為O. 05 O. 1%，金屬鈦O. 1% O. 15%，金屬鎳為余量，不可避免的雜質為彡O. 5%。
2.根據權利要求I所述的具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金，其特征在于該鎳銅合金成分的重量百分比組成為金屬銅為38 42%、鐵為O. 2 I. 0%、錳為I. 25 2. 25%、硅為O.15 O. 1%、金屬鎂為O. 03 O. 08%，金屬鈦O. 1% O. 15%，金屬鎳為余量，不可避免的雜質為≤0. 5%。
3.一種具有高強度高耐腐蝕性鎳銅合金的制造方法，其特征是先按下述的重量百分比組成分別取電解鎳、電解銅、錳、鐵、硅、金屬鎂、金屬鈦為原料配制合金料備用，然后分別將電解鎳、電解銅、錳、鐵、金屬鎂、金屬鈦、硅粉分步驟依次裝入熔煉爐中，其具體操作程序如下先加入鎳、銅、鐵+ —定量起潤滑和覆蓋作用的玻璃一熔化一再加入錳、硅一攪拌撈渣一補加玻璃一攪拌一取樣爐前分析一測溫一加鈦、鎂一取樣一澆鑄；出爐溫度為450 1480°C，澆鑄方式為敞流，潤滑劑為烤紅煙灰；合格鑄錠經加熱鍛造或熱軋，車光或刃模，扒皮人工修理，棒坯表面經800 850°C退火，拉伸，退火軋制后最終為鎳銅合金成品; 所述重量百分比組成為金屬銅為36 44%、鐵為O. 2 I. 0%、錳為I. 25 2. 25%、硅為O. 15 O. 1%、金屬鎂為O. 05 O. 1%，金屬鈦O. 1% O. 15%，金屬鎳為余量，不可避免的雜質為≤O. 5%。
4.根據權利要求3所述的高強度高耐腐蝕性鎳銅合金的制造方法，其特征是在于該鎳銅合金成分的重量百分比組成為金屬銅為38 42%、鐵為O. 2 I. 0%、錳為I. 25 ·2.25%、硅為O. 15 O. 1%、金屬鎂為O. 03 O. 08%，金屬鈦O. 1% O. 15%，金屬鎳為余量，不可避免的雜質為< O. 5%。
全文摘要
一種具有高強度高耐腐蝕性的鎳銅合金及其制造方法，其技術要點是它包括以電解銅、電解鎳為主成份，加入少量的錳、鐵、硅、金屬鎂、金屬鈦，雜質≤0.5％。本發明是將上述成份通過步驟依次裝入熔煉爐中，經熔化，攪拌撈渣，精煉，澆鑄成型等步驟，而成為鎳銅合金成品。本發明的抗拉強度670～720Rm/MPa，延伸率6-7.5，比目前國內鎳銅合金強度提高15%以上，耐腐蝕性提高近2倍以上。本發明具有應用廣泛，使用壽命長等特點，可以生產板、帶、管、棒、線、鍛件。在造船、化工、機械制造、航天航空、電子等行業得到應用。本發明的制造方法改變了原有的真空熔鑄過程，采用半連續熔煉法，降低了生產成本。
文檔編號C22C1/02GK102925753SQ20121042167
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者周明, 孫海忠, 鄭新文 申請人:沈陽難熔金屬研究所