[发明专利]海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金管材领域，具体涉及一种海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管及其制备方法。

背景技术

随着人口的急剧增加，社会经济的高速发展，全球资源短缺的现象已经呈现，如淡水资源、能源资源的短缺成为全球经济持续发展的障碍，因而，人们提出了开发海洋资源，海洋资源的开发将成为本世纪重大研究课题。铜基合金管在海洋工程的应用主要分为两类：第一类是热交换管；第二类是管道用管。由于在海上接触介质多为海水，因此，要求管材具有优异的耐海水腐蚀能力和较高的力学性能和工艺性能。

目前，海洋工程所用的管材是以QAL9-4为代表的具有高强度的铝铁铜基合金管，其通过挤压成型及锻打工艺之后具有较高的强度及耐腐蚀性。但是QAL9-4铝铁铜基合金管需要锻打才能提高其机械性能，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高的强度及耐腐蚀性，且生产成本较低的海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管及其制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组份组成：占合金管总重量13-23%的铝，占合金管总重量3-17%的铁，占合金管总重量0.5-8%的锡，占合金管总重量1-15%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组分组成：占合金管总重量16-19%的铝，占合金管总重量3-5%的铁，占合金管总重量0.5-1%的锡，占合金管总重量1-3%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组分组成：占合金管总重量13-15%的铝，占合金管总重量6-8%的铁，占合金管总重量1-2%的锡，占合金管总重量4-6%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组分组成：占合金管总重量14-16%的铝，占合金管总重量9-11%的铁，占合金管总重量1.5-2.5%的锡，占合金管总重量7-9%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组分组成：占合金管总重量19-20%的铝，占合金管总重量12-14%的铁，占合金管总重量3-5%的锡，占合金管总重量10-12%的锌，余量为铜。

优选地，所述海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，由以下组分组成占合金管总重量21-23%的铝，占合金管总重量15-17%的铁，占合金管总重量6-8%的锡，占合金管总重量13-15%的锌，余量为铜。

优选地，铜可以是电解铜。

本发明提供的海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管的制备方法，包括如下步骤：

1）按照配比将铜﹑铝﹑铁、锡置于工频电炉内，加热至1150-1350℃，待其完全熔化后保温至1100-1200℃；

2）用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，覆盖厚度为10-20cm；

3）保温50分钟-2小时后，用德国斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定的范围内；

4）重新升温至1200-1300℃，并开启工频电炉的振动装置，振动频率设定为1次/秒，采用水平连铸方法铸造成外径为115-155mm，内径为55-95mm，长度为550mm的毛坯合金管材；

5）用铜锭铣床对毛坯管材进行表面加工，加工为表面光洁外径为110-150mm，内径为55-95mm，长度为550mm的毛坯合金管材；

6）退火，用箱式退火炉对挤压后的铜管进行退火处理，其中退火温度为150-250℃，退火时间为1-2.5小时；

7）将退火完成的合金坯采用1200吨单动挤压机或者双动挤压机挤压，合金锭加热温度为200-350℃，挤压温度为600℃，挤压速度V=3-9mm/s，挤压后管材的外径为85-120mm，公差为+/-1mm；内径为65-100mm，公差为+/-1mm；

8）将挤压完成后的管材进行切割，切割成长度为200mm的小段的成品；

9）将步骤8)得到的成品包装并入库。

在本发明的制备方法中，铜可以是电解铜。

本发明的有益效果是：

（1）本发明提供了一种海洋工程用高强度耐腐蚀铜基合金管，其采用在传统铜基合金的基础上适量的添加锡锌等元素，并适当提高铝的含量，由此来增强合金的抗压强度，耐腐蚀性等，使其成为QAL9-4管材的加强版。