[发明专利]一种耐蚀铜合金材料及制备方法

说明书

技术领域

     本发明属于金属材料领域，涉及一种耐蚀铜合金材料及其制备方法。

背景技术

在金属材料领域中, 耐蚀铜合金作为低成本耐蚀材料一直受到普遍重视。

CN201010161798.X号申请涉及一种无铅耐腐蚀黄铜合金及其制造方法，本发明的黄铜合金含有Cu：57-64wt％、Fe：1.5-5wt％、Al：0.3-1.5wt％，Sn：0.2-1.0wt％，Mn：1.7-4.0wt％，余量为Zn和不可避免的杂质，且所述黄铜合金中锌的含量大于30wt％。本发明的黄铜合金具有良好的冷加工和热加工成型性能、铸造性能、抗脱锌腐蚀及优异的抗应力腐蚀性能，适用于需切削加工和磨削加工成型的零部件，尤其适用于装配应力不便消除的锻件和铸件，如水龙头和阀门等。但该合金抗拉强度较差。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐蚀铜合金材料，该材料具有良好的性能。

本发明的另一目的是提供一种耐蚀铜合金材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐蚀铜合金材料，该材料以铜合金为基体，在基体中分布着由铜丝和铁丝形成的金属丝团，所用铜丝和铁丝直径均为1-2mm，金属丝团的直径为10-15cm，材料中铜丝与铁丝总体长度相当；两种金属丝占材料的体积百分比为5-40%； 

铜合金基体的化学成分的重量百分含量：Al为10-12%，Si为2%～4%,Zn为20-30%,Mn为0. 4-0. 6%, Y为0.5-1%,其余为Cu；

铜丝的化学成分的重量百分含量：Al为10%～12%， Mn为2-4%, Zn为20-30%,其余为Cu； 

铁丝的化学成分的重量百分含量为：C为0.04-0.06%，Si为0.2～0.3%, Mn为0.25-0.35%,P<0.02%,S<0.025%,其余为Fe。

    所述基体中还分布有化合物CoSi2和Cu6Y颗粒。

一种耐蚀铜合金材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

镀钴铜丝及镀铜铁丝的准备：取直径为1-2mm、成分为Al为10%～12%， Mn为2-4%, Zn为20-30%,其余为Cu的铜丝及取直径为0.2-2mm、成分为C为0.04-0.06%，Si为0.2～0.3%, Mn为0.25-0.35%, P<0.02%,S <0.025%,其余为Fe的铁丝，所用铜丝和铁丝的总体长度相当；控制铁丝占材料的体积百分比为5-40%；

按常规方法分别在铜丝表面镀钴及铁丝表面镀铜；分别形成镀钴铜丝及镀铜铁丝；镀钴层的厚度为50-200微米；镀铜层的厚度为200-500微米；

按清洁球生产的常规方法将上述镀钴铜丝及镀铜铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，金属丝团直径为10-15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铜丝和铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；

铜合金材料基体的准备：按重量百分含量Al为10-12%，Si为2%～4%, Zn为20-30%,Mn为0.4-0.6%,Y为0.5-1%,其余为Cu进行配料；铜合金原料在感应电炉中熔化，熔化温度为1250-1270℃；

将上述铜合金铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铜合金铁水将镀钴铜丝及镀铜铁丝包围，然后冷却凝固，得到以铜合金为基的其中分布有金属丝团的耐蚀铜合金材料。

    本发明相比现有技术的有益效果如下：

1、本发明材料中铜丝及铁丝自身具有相当的强度和较高的韧性。铜丝和铜合金的基体都是铜，铁丝外镀较厚的铜，因此金属丝和铜合金很容易结合起来，形成很好的冶金结合。这样，铁丝和铜丝分布在铜合金中，对材料具有很好的增强增韧作用。

2、本发明材料中铜合金铁水进入铸型型腔与镀钴铜丝表面的钴接触后，丝表面的Co熔于铜水，铜水中的Si和铁丝表面的Co反应形成硬度高的CoSi2的细小化合物，阻止锌的迁移，从而提高了材料的耐蚀性。

3、Y对铜合金的组织具有显著细化的作用，对于铜合金的增韧有重要的作用。另外Cu和Y也会形成化合物Cu6Y，分布于基体中。细小的化合物Cu6Y，也能阻止锌的迁移，有助于材料耐蚀性的提高。

4、本发明的合金材料不用贵重稀土元素，材料成本低，制备工艺简便，生产成本低，生产的合金材料性能好，而且非常便于工业化生产。