[发明专利]一种提高工业纯铜耐腐蚀性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高工业纯铜耐腐蚀性能的方法，首先对纯铜进行均匀化处理，使材料的组织均匀化；随后，对材料进行压缩变形处理，变形量为5%~15%，从而将应力引入材料内部，随后通过退火处理实现对材料内部晶界特征分布的调控。本发明在不添加任何合金元素的基础上，采用以上步骤的形变热处理方法，实现对纯铜晶界特征分布的优化，从而达到提高其耐腐蚀性能的目的。

技术领域

本发明属于工业纯铜性能增强的技术，特别是一种提高工业纯铜耐腐蚀性能的方法。

背景技术

工业纯铜及铜合金不仅具有良好的导热，导电，接合性和可加工性等综合物理性能，而且价格并不昂贵。因此铜及其合金在电子电器，交通运输，电力，仪表及传统机械制造领域中的应用十分广泛。但是随着行业的发展和新型机械的出现，需要铜及铜合金在一些特殊的环境下具有良好的性能。目前，铜及铜合金如果暴露在含氧水，氧化性酸或一些含有氯离子，铵根离子及高温高盐的海洋大气环境下，其表面容易生成铜绿，形成明显的腐蚀，会大幅度影响其导电性，强度和硬度等性能，尤其当使用环境中存在应力时，容易导致材料失效，造成极为严重的后果。

传统的提高铜及铜合金的耐腐蚀性的方法一般有表面钝化处理与制备表面涂层，其机理都是将金属表面与易造成材料失效的物质隔离开以达到耐蚀的效果。但是这些措施都有一定的局限性，比如由于铜较难形成稳定致密的氧化物，需要利用特殊的钝化剂，并且钝化后产生的废液会对环境造成污染；处理过后引入新的杂质元素对导电率等性能的影响等。因此，我们亟需开发出新的提高铜及铜合金的耐腐蚀性能的方法。而晶界工程可以通过形变热处理，改变材料内部的晶界性能，形态与比例，通过对晶界性能的改善提高材料的耐腐蚀性能。这种方法相较于传统的方法而言，工艺更加简单经济，加工过程无废液产生，也不会引入其他杂质元素。目前，国内尚无利用形变热处理的方式，提高工业纯铜的耐腐蚀性能。

文献(孔令平，青岛科技大学学报(自然科学版)，2010,3)利用植酸和钼酸钠作为缓蚀剂，在铜表面制备致密有序的单分子自组装膜，提高了铜的耐腐蚀性。但是其工艺较复杂，钼酸盐成本较高，同时缓蚀剂中的钼元素对动植物有一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高工业纯铜耐腐蚀性能的方法，从而在低成本条件下实现对工业纯铜耐腐蚀性能的提高。

实现本发明目的的技术方案是：一种提高工业纯铜耐腐蚀性能的方法，首先对纯铜进行均匀化处理，使材料的内部组织均匀无应力；随后，对材料进行压缩变形，从而将应力引入材料内部；最后通过退火处理实现材料内部晶界特征分布调控。具体包括以下步骤：

(1)首先对工业纯铜进行均匀化处理，均匀化处理的退火温度为700-750℃保温时间为15min；

(2)将均匀化处理后的工业纯铜棒材迅速置于液态冷却介质中快速冷却，以得到淬火后的组织；

(3)将完成上述处理的棒材进行压缩处理；

(4)重复步骤(3)操作，进行多次单向压缩，直至达到最终变形量为5％-15％；

(5)将经步骤(4)处理的棒材置于热处理炉中，于400-600℃下对棒材退火处理15min；

(6)将退火处理后的棒材置于液态冷却介质中快速冷却，从而得到具有良好的耐腐蚀性能的工业纯铜。

进一步的，步骤(2)中，液态冷却介质为冰水混合物，以获得更快的冷却速度，从而得到均匀的淬火组织。

进一步的，步骤(3)中，在室温下进行压缩变形，压缩速度为0.08mm/s，以避免速度过快造成变形量难以控制的情况。

进一步的，步骤(4)中，最终变形量优选10％。

进一步的，步骤(5)中，于600℃下对棒材退火处理。

进一步的，步骤(6)中，液态冷却介质为冰水混合物。