镍白铜合金及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金材料技术领域，尤其是涉及一种镍白铜合金及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]镍白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故名镍白铜。铜镍之间彼此可无限固溶，从而形成连续固溶体，即不论彼此的比例多少，而恒为α -单相合金。当把镍熔入红铜里，含量超过16%以上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍含量越高，颜色越白。镍白铜中镍的含量一般为25%。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，并降低电阻率温度系数。因此镍白铜较其他铜合金的机械性能、物理性能都异常良好，延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性能，被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域，并还是重要的电阻及热电偶合金。镍白铜的缺点是主要添加元素一镍属于稀缺的战略物资，价格比较昂贵。
[0003]例如，中国专利文献公开了一种铁锰镍白铜管的制备方法[申请号:200910185341.X],所述铁锰镍白铜管各元素的重量百分比为:镍29-32%，锰1.5-2.5%，铁1.7-2.3%，混合稀土 0.008%，余量为电解铜，各元素的总和为100%。所述混合稀土由镧、铈和钇按镧:铈:钇=2: 2:1的重量比混合而成。其制备方法包括以下工艺步骤:取电解铜、镍、锰和铁置于低频电炉中，加热，边熔炼边振动，并加入混合稀土，采用水平连铸的方法铸造成实心坯锭；加热，挤压成毛坯管；乳制；拉伸；酸洗；进行多道次拉伸，直至成品，成品退火。本发明由于在合金中添加了混合稀土，可以提高坯锭的表面质量，及细化合金晶粒，提高冷加工性能，可以在合金中添加更好的锰和铁，而高锰高铁可以大大提高铁锰镍白铜管的耐腐蚀和耐冲刷性能。
[0004]显然，上述方案中镍的含量过高，导致成本较高，经济性较差。另一方面，虽然具有较好的耐腐蚀和耐冲刷性能，但是影响了其他机械性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述问题，提供一种镍含量较低，组份配置合理，镍白铜合金机械性能好的镍白铜合金制备工艺。
[0006]本发明还有一目的是提供一种机械性能好，制造成本低的镍白铜合金。
[0007]为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案:镍白铜合金制备工艺，其特征在于，本工艺包括下述步骤:
[0008]Α、初炼:将配制好的原料投入熔炉进行熔炼，获得镍白铜合金熔液，所述的镍白铜合金熔液含有下述质量组份=Ni为10-12%、Fe为1.5-1.8%, Mn为0.6-0.9%, Pb为0-0.025 %、Zn 为 0-0.25 %、P 为 0-0.025 %、C 为 0.0035-0.0045 %、S 为 0.004-0.005 % ；Al为0-1.2% ;其余为Gu;
[0009]B、静置:将初炼得到的镍白铜合金熔液倒入容器中，然后将镍白铜合金熔液镇静至少25分钟，且在镇静期间实施至少一次搅拌，将镍白铜合金熔液中的杂质去除；
[0010]C、浇铸:将镇静后的液态金属熔液进行浇铸，获得镍白铜合金。
[0011]在上述的镍白铜合金制备工艺中，在上述的步骤B中，镇静时间为25分钟-35分钟；将镇静时间均分为3个时间段，在中间一个时间段实施镍白铜合金熔液搅拌。
[0012]在上述的镍白铜合金制备工艺中，在上述的步骤B中，镇静时间为30分钟，在第
11-20分钟时实施镍白铜合金熔液搅拌。
[0013]在上述的镍白铜合金制备工艺中，所述的镍白铜合金恪液含有下述质量组份:Ni为 10.30 % ；Fe 为 1.65 % ；Mn 为 0.79 % ；Pb 为 0-0.02 % ；Zn 为 0-0.2 % ;P 为 0-0.02 % ；C为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；A1 为 O ;其余为 Gu0
[0014]在上述的镍白铜合金制备工艺中，所述的Pb为0-0.01% ；Zn为0.10% ;所述的P为 0.01%。
[0015]在上述的镍白铜合金制备工艺中，所述的镍白铜合金恪液含有下述质量组份:Ni为 10.30 % ；Fe 为 1.65 % ；Mn 为 0.79 % ；Pb 为 0-0.02 % ；Zn 为 0-0.2 % ;P 为 0-0.02 % ；C为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；A1 为 1.2% ;其余为 Gu0
[0016]—种采用上述镍白铜合金制备工艺制得的镍白铜合金。
[0017]在上述的镍白铜合金中，所述的镍白铜合金的机械性能如下为341-338N/mm2;A 为 51-52% ；Rp0.2 为 129_131N/mm2;硬度为 105-108HBW。
[0018]在上述的镍白铜合金中，所述的Rm为340N/mm2;A为51.5% ；Rp0.2为130N/mm2;硬度为108HBW。
[0019]与现有的技术相比，本镍白铜合金及其制备工艺的优点在于:镍含量较低，能够大幅降低材料成本，降低成本。机械性能优良，在材料成本和机械性能之间实现了平衡。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]镍白铜合金制备工艺包括下述步骤:
[0022]A、初炼:将配制好的原料投入熔炉进行熔炼，获得镍白铜合金熔液，所述的镍白铜合金熔液含有下述质量组份=Ni为10-12%、Fe为1.5-1.8%, Mn为0.6-0.9%, Pb为0-0.025 %、Zn 为 0-0.25 %、P 为 0-0.025 %、C 为 0.0035-0.0045 %、S 为 0.004-0.005 % ；Al为0-1.2% ;其余为Gu;
[0023]B、静置:将初炼得到的镍白铜合金熔液倒入容器中，然后将镍白铜合金熔液镇静至少25分钟，且在镇静期间实施至少一次搅拌，将镍白铜合金熔液中的杂质去除；
[0024]C、浇铸:将镇静后的液态金属熔液进行浇铸，获得镍白铜合金。
[0025]在上述的步骤B中，镇静时间为25分钟-35分钟；将镇静时间均分为3个时间段，在中间一个时间段实施镍白铜合金熔液搅拌。优选地，镇静时间为30分钟，在第11-20分钟时实施镍白铜合金熔液搅拌。
[0026]镍白铜合金熔液含有下述质量组份:Ni为10.30% ；Fe为1.65% ；Mn为0.79% ;Pb 为 0-0.02% ；Zn 为 0-0.2% ;P 为 0-0.02% ;C 为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；A1 为 O ;其余为Gu。优选地，Pb为0-0.01% ;Zn为0.10% ;所述的P为0.01%。
[0027]通过镇静能够使镍白铜合金熔液的温度下降，同时使气体逸出，杂质上浮，从而有效地提高了镍白铜合金性能。本发明中，镍白铜合金熔液的镇静时间较长，同时在镇静过程中实施了镍白铜合金熔液搅拌，能够进一步促进气体逸出和杂质上浮。此外，搅拌镍白铜合金熔液能够使镍白铜合金熔液温度均匀，避免出现温度不均现象，同时搅拌也有利于气体逸出和杂质上浮。这里的搅拌时间和搅拌次数根据需要确定。通过上述长时间镇静和长时间搅拌，使得镍白铜合金组织均匀，晶粒细化。在镇静过程中，还可根据需要添加其他金属元素，从而获得所需的镍白铜合金。在浇铸过程中可以进行挡渣和预脱氧。
[0028]实施例2:
[0029]本实施例中，本镍白铜合金组份包括下述质量组份:Ni为10.30% ；Fe为1.65% ;Mn 为 0.79% ；Pb 为 0-0.02% ；Zn 为 0-0.2% ；P 为 0-0.02% ；C 为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；Al为1.2% ;其余为Gu。采用上述镍白铜合金组份制得的镍白铜合金，镍白铜合金的机械性能如下:所述的 Rm 为 340N/mm2;A 为 51.5% ；Rp0.2 为 130N/mm2;硬度为 108HBW。
[0030]本实施例的镍白铜合金熔炼过程与实施例1类同，本文不做赘述。
[0031]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0032]尽管本文较多地使用了术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
【主权项】
1.一种镍白铜合金制备工艺，其特征在于，本工艺包括下述步骤: A、初炼:将配制好的原料投入熔炉进行熔炼，获得镍白铜合金熔液，所述的镍白铜合金熔液含有下述质量组份:Ni 为 10-12%、Fe 为 1.5-1.8%、Mn 为 0.6-0.9%、Pb 为 0-0.025%、Zn 为 0-0.25%、P 为 0-0.025%、C 为 0.0035-0.0045%、S 为 0.004-0.005%;A1 为 0-1.2%；其余为Gu ； B、静置:将初炼得到的镍白铜合金熔液倒入容器中，然后将镍白铜合金熔液镇静至少25分钟，且在镇静期间实施至少一次搅拌，将镍白铜合金熔液中的杂质去除； C、浇铸:将镇静后的液态金属熔液进行浇铸，获得镍白铜合金。2.根据权利要求1所述的镍白铜合金制备工艺，其特征在于，在上述的步骤B中，镇静时间为25分钟-35分钟；将镇静时间均分为3个时间段，在中间一个时间段实施镍白铜合金熔液搅拌。3.根据权利要求2所述的镍白铜合金制备工艺，其特征在于，在上述的步骤B中，镇静时间为30分钟，在第11-20分钟时实施镍白铜合金熔液搅拌。4.根据权利要求1或2或3所述的镍白铜合金制备工艺，其特征在于，所述的镍白铜合金熔液含有下述质量组份=Ni为10.30% ；Fe为1.65% ；Mn为0.79% ；Pb为0-0.02% ；Zn为 0-0.2% ;P 为 0-0.02% ;C 为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；A1 为 O ;其余为 Gu05.根据权利要求4所述的镍白铜合金制备工艺，其特征在于，所述的Pb为0-0.01% ；Zn为0.10% ;所述的P为0.01%。6.根据权利要求4所述的镍白铜合金制备工艺，其特征在于，所述的镍白铜合金恪液含有下述质量组份:Ni为10.30% ；Fe为1.65% ；Mn为0.79 % ；Pb为0-0.02% ；Zn为0-0.2% ;P 为 0-0.02% ;C 为 0.0039% ；S 为 0.0045% ；A1 为 1.2% ;其余为 Gu07.根据权利要求1-6中任意一项所述的镍白铜合金制备工艺制得的镍白铜合金。8.根据权利要求7所述的镍白铜合金，其特征在于，所述的镍白铜合金的机械性能如下:Rm 为 341-338N/mm2;A 为 51-52% ;Rp0.2 为 129_131N/mm 硬度为 105-108HBW。9.根据权利要求8所述的镍白铜合金，其特征在于，所述的Rm为340N/mm2;A为51.5%；Rp0.2 为 130N/mm2;硬度为 108HBW。
【专利摘要】本发明属于合金材料技术领域，尤其是涉及一种镍白铜合金及其制备工艺。它解决了现有制造成本高，机械性能不足等技术问题。本工艺包括下述步骤：A、初炼；B、静置；C、浇铸。与现有的技术相比，本镍白铜合金及其制备工艺的优点在于：镍含量较低，能够大幅降低材料成本，降低成本。机械性能优良，在材料成本和机械性能之间实现了平衡。
【IPC分类】C22C9/06, C22C1/02
【公开号】CN105039779
【申请号】CN201510401206
【发明人】何少盈, 李晓军
【申请人】浙江海帆机械有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月6日