[发明专利]铜合金、铜合金板材及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属材料领域，具体公开了一种铜合金、铜合金板材及其制备方法和应用，所述铜合金具有良好的抗腐蚀性能，通过将微量钛元素与金属铜熔炼为合金，通过热处理工艺以及在由氩气和氢气组成的混合气体中退火使Ti偏析到合金表面，进而使金属铜表面附着TiO₂复合膜，因此能够很好的保护内部金属铜不与周围氧、水蒸气等反应，进而实现提高以铜为主要原材料的汽车零部件的表面抗氧化能力，无需使用电镀方法进行防腐，性能优良，解决了现有铜制品因采用电镀防腐而造成环境污染的技术问题。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体是一种铜合金、铜合金板材及其制备方法和应用。

背景技术

在当前社会经济的发展中，金属铜材料因为其优良的力学性能和物理性能，被广泛应用在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑、电子等行业的部件和零件的制造中。然而，由金属铜材料制成的铜制品大多在大气环境中使用，由于其化学性质比较活泼，容易与周围介质如水和氧气产生氧化作用而引起腐蚀或锈蚀，从而给人们造成损失。

汽车零部件中有许多是铜制品，为了减少铜制品因腐蚀而导致的损失，一个有效的方法是采用电化学方法在铜表面电镀覆盖一层不活泼的金属，采用电化学方法在铜表面电镀覆盖一层不活泼的金属的生产过程中，会使用电镀化学品，由此会产生对环境造成污染的槽液、槽渣以及废水、污泥。

但是，以上电镀生产过程中产生的槽液和槽渣会造成环境污染，不利于保护环境和实现可持续发展，因而急需开发一种可替代性的、既能保护环境又能实现可持续发展的金属铜防腐方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜合金、铜合金板材及其制备方法和应用，旨在解决上述背景技术中提出的现有铜制品因采用电镀防腐而造成环境污染的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铜合金，其是含有0.2-2wt％的Ti、剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的铜合金。

作为本发明进一步的方案：所述铜合金在气压为101.325kPa且温度为400℃的空气中恒温氧化2h的增重量为0.4-2.5mg/cm²。

一种上述的铜合金的制备方法，包括以下步骤：

按照配比称取粒状的金属钛与粒状的金属铜进行混合，得混合料；

将所述混合料在氩气气氛下进行熔炼3-5次，得合金样品；所述熔炼为将所述混合料在所述氩气气氛下加热熔化至液体，并在所述液体混合均匀后进行冷却得到合金锭，再将所述合金锭翻转，以重复下一次的熔炼；

将所述合金样品置于由氩气与氢气组成的混合气体中进行退火，即可；所述退火的退火温度为800-820℃，所述混合气体中氩气与氢气的质量比为1:4-5；在熔炼金属铜时通过添加稀有金属钛，通过一系列热处理工艺使其在铜表面生成Cu-TiO₂复合物附着膜，提高以铜为主要原材料的汽车零部件表面的抗氧化能力，提供了一种提高金属表面抗氧化能力的方法，无需使用电镀方法进行防腐，是一种可替代性的、既能保护环境又能实现可持续发展的金属铜防腐方法。

作为本发明再进一步的方案：所述粒状的金属钛的规格是直径为2.9-3.1mm、高为4.9-5.1mm的圆柱，所述粒状的金属铜的规格是直径为2.9-3.1mm、高为4.9-5.1mm的圆柱，所述粒状的金属钛与粒状的金属铜的纯度均不小于99.99％。

作为本发明再进一步的方案：所述氩气气氛为通过除氧操作来实现的无氧环境，所述除氧操作包括：

混合料置于熔炼炉内后对炉体进行抽气至气压为90-100kPa，再通入氩气3-5min，所述氩气的通入流量为3000-6000cm³/min；