[发明专利]一种铝黄铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，尤其涉及一种铝黄铜合金及其制备方法。

背景技术

HAl77-2铝黄铜常用作制作冷凝器，广泛用作海船、海滨电站、火电、核电的冷凝器及组件，耐蚀性是该合金极其重要的使用性能。该合金的名义锌含量在20%左右，含锌量大于15%的黄铜，在残余应力、引起锌选择性溶解的介质和合金本身容易脱锌等因素的影响下，会出现明显的应力腐蚀破裂倾向。含锌量越高、残余应力越大，腐蚀倾向越大，黄铜脱锌、应力腐蚀和冲击腐蚀是合金腐蚀、失效的根源。在脱锌过程中，锌被选择性地脱除而留下多孔、易脆的铜层、氧化层，正常的黄铜基体逐渐被多孔、易脆的铜基体取代，最终导致管材破漏。目前广泛应用的冷凝管合金HAl77-2，其使用寿命在7-10年左右，仅为不锈钢管使用寿命的六至七分之一，远远不能满足电站冷凝器的使用寿命要求，直接导致火电站冷凝器被不锈钢管替代。

HAl77-2合金通过添加As来达到抑制黄铜脱锌的目的，由于As仅能抑制单相α黄铜脱锌，而HAl77-2合金的名义锌含量虽然在20%左右，铝的锌当量为6，形成β相的趋势大，该合金的实际锌当量在32%左右。在非平衡结晶条件下，该合金中会出现（α+β）相区，As的存在对（α+β）相区的脱锌过程不起抑制作用。

我国幅员辽阔，南方和北方、沿海和内陆的水质条件不同，不同地域的水质含Cl^﹣、S^2﹢、SO₄^2﹣、NH₄^﹢以及含泥砂等固体悬浮物的量不同，对铝黄铜冷凝管的耐蚀、抗磨蚀性能提出了不同的要求，才能满足长寿命的使用要求。

近年来，随着技术的不断进步，发电设备向大型化、超临界机组方向发展，工作温度更高、水流速度更大，水质条件更恶劣，对冷凝管合金的性能要求越来越高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种耐腐蚀、抗磨损铝黄铜合金及其熔炼方法。

上述目的是通过下述方案实现的： 

一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素： 

Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.09%; Ni0.1-1.0%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。

一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.05-0.2%;  Fe0.05-0.10%; 稀土0.10-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。

一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.02-0.05%; Zr0.02-0.05%; B0.005-0.05%; Ni0.05-0.5%; Mn0.05-0.5%; 稀土0.05-0.15%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。

一种铝黄铜合金，其特征在于，按质量百分比，所述合金含有以下元素：Cu76.0-79.0%; Al1.8-2.5%; As0.02-0.06%; Ti0.03-0.06%; Zr0.02-0.05%; B0.05-0.08%; Ni0.1-0.6%; Mn0.05-0.3%; Fe0.05-0.10%; Sn0.05-0.2%; Si0.03-0.06%; 稀土0.05-0.3%，杂质总量不大于0.05%，余量为锌。

一种制备铝黄铜合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

⑴加入铜和木炭，升温使铜全部熔化;

⑵将镍加入铜液中，并用铜质工具搅拌，使其充分溶解；

⑶在低温1170-1180℃的条件下加入锌并使其熔化；

⑷向铜液中加入易烧损元素铜-铝中间合金，待铜-铝中间合金完全熔化后，将铜液温度调整到1130-1160℃之间；

⑸将铜液转入铸造炉，将铜液温度调整到1120-1150℃之间；

⑹向铜液中加入铜-砷中间合金，使其完全溶解；随后加入铜-硼、铜-钛、铜-锆中间合金，使其充分溶解；