[发明专利]一种耐腐蚀铜锌铝合金材料的加工工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料的加工工艺方法，尤其是一种耐腐蚀铜锌铝合金材料的加工工艺方法。

技术背景

目前，海洋开发利用行业以及特殊行业是国民经济的朝阳产业，近年来随着国家安全及经济发展需要，加大了对海洋等的开发力度。中国正在加大海洋的开发利用，并且随着我国综合国力的提升，对一些特殊行业也提出了更高要求。积极发展该类产业用新型高性能耐蚀铜合金材料已刻不容缓。

铜锌铝黄铜合金作为一种耐蚀铜合金材料，广泛应用于制作大型海水淡化管材、海洋养殖、地热利用以及一些特殊行业材料需求等，要求材料具有更高的耐腐蚀性能和其他综合性能，其材料的水平决定着行业的发展方向，随着相关产业的发展，高性能耐蚀铜合金材料的研制开发显得日益紧迫。

目前所有的高性能耐蚀铜合金，主要以HAl77-2合金、HSn70-1合金系以及白铜合金为主，其主要存在的问题是耐蚀性能差，加工工艺性能一般，特别是板带材生产，其加工工艺难度较大，方法复杂，工作效率低，费工、费时，耗费能源，生产成本高；且材料后续使用性能、耐多重腐蚀效果较差，无法满足一些特殊行业的需求，如海水养殖、地热利用等。

鉴于上述原因，铜合金的加工工艺需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀铜锌铝合金材料的加工工艺方法，以铜锌黄铜合金为基体，通过添加锌、铝、镍、硅、硼、锰、稀土等元素，达到高耐磨、高耐蚀、耐高温、加工性能良好的目的，满足海洋开发利用行业、海水淡化换热以及其他特殊行业用材料的要求；节约能源，降低生产成本。

本发明为了实现上述目的，采用如下的技术方案：

一种耐腐蚀铜锌铝合金材料的加工工艺方法，以铜锌黄铜合金为基体，依次进行添加镍、铁、铅、硅、锰、铝、锌、硼、单质稀土镧与单质稀土铈中的至少一种或者混合稀土，通过配料→熔铸→锯切→加热→热轧→铣面→冷粗轧→退火→成品轧制→成品退火→剪切→包装入库完成，如产品要求为硬态时，则不进行成品退火；制成耐腐蚀铜锌铝合金材料板带材，其重点在于熔铸、加热、热轧；具体的工艺步骤依次如下：

配料：依据以下要求进行耐腐蚀铜锌铝合金材料的组分配比：铜74％-78％，铝1.4％-2.8％，镍0.2％-1.0％、硅0.1％-1.0％、硼0.003％-0.015％、锰0.2％-0.8％、单质稀土镧与单质稀土铈中的至少一种或者混合稀土0.005％-0.15％、铁≤0.05％、铅≤0.05％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为锌，各组份之和为百分之百；

熔铸：采用熔炼炉进行熔炼，各元素添加顺序：铜-镍-铁-铅-硅-锰-铝-锌-硼-稀土，在熔铸过程中，注意硼和稀土元素的成分以及铝元素的加入引起的剧烈放热，其重点在于：为防止铝加入时可能会造成的喷溅伤人，需要预先留一部分铜作为降温料，其比例约为5％-20％，待降温料加入后方可加铝。铸造采用半连续铸造，需要考虑铸造工艺，重点在于：比正常铸造温度低20℃-30℃左右，铸造工艺为：温度1110℃～1150℃，以保证铸锭的内外部质量，铸造速度4～6m/h，水压20～100Kpa，采用木炭作为保护剂进行保护，熔体静止时间一般为20～35min左右；从而形成铸锭；

锯切：采用锯床对铸锭进行头尾锯切；

加热：采用加热炉对锯切后的铸锭进行加热，加热温度为：880-920℃，比一般正常同类合金材料加热温度低40-70℃，以保证材料的可塑性，加热时间：加热3-4小时，保温2.5-4小时；

热轧：采用热轧机对加热后的铸锭进行热加工轧制，热加工温度为830-860℃，比正常工艺温度低40-60℃，但是温度低于830℃时会产生裂纹等缺陷；

铣面：采用双面铣对热轧后的坯料进行铣面；

冷粗轧：采用四辊精轧机对热加工后的板坯料进行冷加工粗轧，轧制道次：3-6，轧制速度：50-200m/min；

退火：采用退火炉对冷加工后的板带材进行中间退火，退火时间：加热4小时，保温8小时随炉冷却、退火温度：600-650℃；

成品轧制：采用四辊精轧机对退火后的坯料进行最后道次的冷加工轧制至要求的成品规格；

成品退火：对于软态要求的产品，需要进行成品退火，对硬态产品，仅进行低温去应力退火，软态退火温度：600-650℃，退火时间：加热4小时，保温8小时随炉冷却；低温去应力退火温度一般为200-280℃，退火时间：加热4小时，保温8小时随炉冷却；

剪切：根据合同要求对耐腐蚀铜锌铝合金材料板带材进行剪切；