Processing map and hot deformation mechanism of novel nickel-free white copper alloy

Hot compression test of a novel nickel-free white alloy Cu?12Mn?15Zn?1.5Al?0.3Ti?0.14B?0.1Ce (mass fraction, %) was conducted on a Gleeble?1500 machine in the temperature range of 600?800 °C and the strain rate range of 0.01?10 s?1. The constitutive equation and hot processing map of the alloy were built up according to its hot deformation behavior and hot working characteristics. The deformation activation energy of the alloy is 203.005 kJ/mol. An instability region appears in the hot deformation temperature of 600?700 °C and the strain rate range of 0.32?10 s?1 when the true strain of the alloy is up to 0.7. Under the optimal hot deformation condition of 800 °C and 10 s?1 the prepared specimen has good surface quality and interior structure. The designed nickel-free alloy has very similar white chromaticity with the traditional white copper alloy (Cu?15Ni?24Zn?1.5Pb), and the color difference between them is less than 1.5, which can hardly be distinguished by human eyes.

Mn和Zn含量对无镍白铜性能的影响

通过改变Mn和Zn两种元素在合金中的含量来研究Mn和Zn对新型无镍白铜颜色和抗变色性能的影响。采用色差仪得到合金色度参数,通过光学显微镜观察合金金相组织,通过硬度试验检测力学性能,通过盐水腐蚀试验获得合金抗变色性能,最后通过与BZn18-8锌白铜的颜色进行对比来确定新型无镍白铜配方。实验结果表明,Zn含量增加可以降低合金中红色成分增加合金中黄色成分,但对合金抗变色性能影响不大,Mn含量的增加会起到漂白合金颜色的作用,同时也会降低合金的抗变色性能。

钴白合金浸出工艺研究

在H2SO4-HCl体系中,以空气作为氧化剂,经两段浸Co,一段浸Cu处理钴白合金的工艺是完全可行的。在优化条件下,铜、钴、铁的浸出率分别为Cu 93.62%,Co 94.75%,Fe 66.3%。

B对白铜合金铸造组织和性能的影响

研究了B变质处理对Cu-Ni白铜合金铸态组织、力学性能和其在模拟海水环境中的耐腐蚀性能的影响。结果表明,B元素加入到Cu-Ni白铜合金中,能够显著地细化合金的铸造组织,有效地改善合金的塑性、强度和硬度,并能使腐蚀产物中出现有利于提高氧化膜致密度的化合物,从而阻止了腐蚀的进一步进行,提高了白铜合金的耐腐蚀性能。

高硅钴白合金加压浸出工艺研究

在H2SO4体系中,以氧气作为氧化剂,采用加压氧化浸出处理钴白合金。试验结果表明该工艺是可行的。在优化条件下,钴、镍、铜的浸出率分别为Co>98%、Ni>98%、Cu>95%,铁大部分留在了渣中,溶解率小于5%。

不同服役条件下冷凝器白铜管的腐蚀特性

采用拉伸力学性能测试、扫描金相-微区成分分析和X射线衍射物相分析对冷凝器BFe-30-1白铜管服役前后和不同服役条件下管内壁的腐蚀特性进行了观察和分析。结果表明:白铜管服役前的组织性能符合国家标准GB/T 8890—1998的要求;新管镀膜后使用1.5 a的白铜管内壁出现相对较厚的不均匀疏松沉积层,去除沉积层后,白铜管内壁未见明显腐蚀现象;运行0.5 a后镀膜再使用2 a的白铜管内壁也未见沉积物层,但可观察到明显的点蚀坑和少量鼓包状腐蚀产物,说明白铜管镀膜后再使用比使用一段时间后再镀膜的耐腐蚀性能要好;由于点蚀坑内腐蚀产物中发现了含量较高的CuS和CuCl,说明循环冷却水中硫元素和氯元素参与了腐蚀过程。

采用无污染氧化剂浸出钴白合金中钴铜的试验研究

在盐酸体系中，采用无污染氧化剂浸出难溶钴白合金的工艺条件进行了研究。探讨了盐酸初始浓度、浸出温度、浸出时间、搅拌速度及液固比对金属浸出率的影响。采用滴加无污染氧化剂浸出钴白合金中的Co和Cu的最佳工艺条件为起始酸度5～6mol／L、浸出温度70～80℃、浸出时间60min、搅拌速度300～400r／min及液固比为5：1。综合试验结果表明：采用优化的浸出条件Co和Cu的浸出率均在99．5％以上，该工艺方法具有工艺环境好，效率高等优点。

高弹性Cu-20Ni-20Mn合金

合金中Ｎｉ和Ｍｎ的各自含量不低于１５％，另加少量的Ａｌ和Ｔｉ。中频或高频炉熔炼，石墨坩埚，熔炼温度１２５０～１３５０℃，浇注温度１１００～１２００℃，８００～８５０℃热轧，６５０～７００℃中间退火，冷加工率达８０％。淬火温度６５０℃，时效温度４００～４５０℃。最佳性能σｂ＝１４７０ＭＰａ，σ０２＝１３７２ＭＰａ，ＨＶ＝４８０，δ≥２％，Ｅ＝１５３ＧＰａ，ρ＝５４×１０－６Ω·ｃｍ。在４００℃温度下σｂ＝１０００ＭＰａ，σ０２＝８８２ＭＰａ，Ｅ＝１４３ＧＰａ，δ≥２％。弹性后效小于铍铜ＱＢｅ２。时效时进行“Ｓｐｉｎｏｄａｌ”分解，形成调幅结构。经定量分析，析出是属于原子由低浓度区间向高浓度区间的上坡扩散过程。因此，析出相难以聚集长大，故不易产生过时效。

复杂高硅钴白合金脱硅预处理—常压浸出新工艺

开展复杂高硅钴白合金浸出回收有价金属铜、钴的新工艺研究。基于浸出热力学分析,提出分段浸出钴、铜以实现两者分离。经碱焙烧脱硅预处理,钴白合金结构得以去稳定化,新物相的生成也有利于钴、铁在第一段高效溶出。经试验确定了第一段常压浸出较优工艺条件,钴、铁浸出率均可达99%以上,而几乎全部铜都保留在浸出渣中,钴、铜分离效果理想,该浸出工艺具有良好的稳定性。经第二段三级逆流连续常压浸出,可取得比较理想的铜浸出结果。

新型无镍白铜的研究现状及发展前景

叙述了国内外对无镍白铜的研究结果,即合金元素的选择、合金色泽的稳定性、优良的加工性能及优良的耐蚀性的研究,并对无镍白铜的开发应用前景进行了展望。

以镀酸性锌镍合金作为底层的电镀白铜锡工艺

先通过酸性锌镍合金电镀工艺在钢铁基体或锌合金基体表面电镀锌镍合金,以代替传统的氰化物镀铜底层和氰化物镀黄铜锡中间镀层,然后电镀白铜锡。这种镀层结构在热震试验后没有出现镀层起泡和脱落,在中性盐雾试验24 h内没有红锈生成,具有较高的结合力和耐蚀性。

加压浸出脱除钴白合金中金属铜和钴的研究

阐述了采用加压浸出方法对金属铜和钴进行有效脱除。实验结果表明:加压浸出过程的较佳反应条件为反应温度150℃、硫酸浓度30 g/L、反应压力1.5 MPa、反应时间6 h、液固比6∶1。在此反应条件下,金属Cu、Co的浸出效率分别达到了90%和88%。

焦磷酸盐溶液体系电镀白铜锡的添加剂研究

通过赫尔槽试验和方槽试验研究了新型添加剂K．1（胺类与环氧化合物的缩合物）用于焦磷酸盐溶液体系电镀白铜锡的镀液组成和工艺。结果表明，最佳镀液组成和工艺条件为：K4P207。3H20300g／L，Sn2P2078g／L，Cu2P2074H2012g／L，添加剂K-12．4～4．0mL／L，还原剂2g／L，pH8．5～9．5，电流密度0．7～1．2A／din2，温度25℃。添加剂K．1作为光亮剂，具有细化晶粒的作用，但不具有整平能力，其用量为0．8～4．0mL／L时均能得到sn含量为45％～55％的白铜锡镀层。

稀土钇对B10白铜合金静态再结晶行为的影响

研究了不同钇含量(质量分数分别为0,0.0039%,0.021%,0.053%,0.15%)B10白铜合金在不同退火温度(200~800℃)下的显微组织和硬度,分析了钇对合金再结晶行为的影响。结果表明:350~650℃退火时B10合金处于再结晶初期,650~800℃退火时处于再结晶后期;再结晶初期,钇主要影响再结晶形核,钇质量分数小于0.0039%时,钇不利于再结晶形核,超过0.0039%时,钇明显促进再结晶形核,且相同温度下,钇质量分数为0.0039%时合金的硬度最高,0.15%时的硬度最低;再结晶后期,钇能抑制再结晶晶粒长大,钇含量越高,其复合夹杂物越多,尺寸越大,对晶界的钉扎力越大,晶粒越细小,此阶段随着退火温度升高,硬度急剧下降,且温度为800℃时,钇质量分数为0.15%合金的硬度最大,其他钇含量下的硬度则基本相等。

氧压酸浸在含锗铜钴白合金有价组分分离中的应用

以国外某含锗、镓的铜钴白合金为原料,采用硫酸氧压酸浸工艺分离合金中有价组分.试验结果表明：与常压氧化酸浸相比,氧压酸浸可以显著提高白合金中有价组分的分离效率.在常温常压预浸2h,再150℃氧压浸出4h,合金中铜、钴浸出率可分别达到97.%和98.24%;锗、镓铁共存于铁红渣中,渣中铜、钴含量可降到0.2%~0.4%,实现了铜、钴与锗、镓、铁的分离.

铝白铜合金热变形行为及热加工图的研究

利用Gleeble-3500热模拟机在变形温度750~950℃、应变速率0.01~10 s-1进行了等温热压缩实验,得到铝白铜合金的真应力-真应变曲线。在实验结果的基础上,采用应变、应变速率和变形温度耦合的改进Johnson-Cook(J-C)模型,分析了合金的流动应力行为。用模型对其进行了拟合分析,建立并验证了流动应力的本构方程。结果表明,J-C本构模型能够准确地描述加工温度和应变速率对材料流动应力的影响,在低应变速率下预测结果与实验数据吻合良好。结合热加工图和微观组织可以确定,铝白铜合金的最佳变形温度为820~920℃,应变速率为5~10 s-1。

电炉还原熔炼铜钴氧化矿生产白合金工艺实践

介绍了刚果(金)富利冶炼厂铜钴白合金的生产工艺流程、矿热电炉的工作原理及铜钴氧化矿的还原熔炼原理,分析研究了冶炼温度、渣型、渣含钴及加料方式的控制等关键工艺指标对生产工艺过程产品产出的影响。实践表明,矿热电炉处理铜钴氧化矿工艺生产高品质白合金,工艺可行且经济效益良好。

自制碱性化学清洗剂对换热器用3种金属腐蚀行为的影响

针对换热器因除垢清洗所引起的腐蚀问题,使用自主研制的碱性清洗剂对BFe30-1-1铁白铜、20钢和10CrNi3MoCu高强度合金钢进行清洗后在3.5%NaCl溶液中进行电化学极化和阻抗谱测试,并做中性盐雾试验,考察3种金属清洗后耐蚀性的变化。结果表明:清洗前后BFe30-1-1和10CrNi3MoCu的腐蚀电流密度变化不明显,而20钢清洗后的腐蚀电流密度大幅降低。清洗后的金属试样在中性盐雾试验中的腐蚀速率有所下降。根据电化学阻抗谱推测,清洗后金属表面形成钝化膜是其耐蚀性提高的原因。

C7701锌白铜卷对卷连续高速镀镍前阴极电化学除油工艺研究

为了解决传统的C7701锌白铜卷材除油、去污前处理工艺存在的环境污染、过程管控困难等缺点,开发了一种不含磷的弱碱性除油液来对C7701锌白铜板材进行阴极电化学除油。研究了阴极电流密度、温度、波美度和处理时间对除油效果的影响,得到较佳的工艺条件为:阴极电流密度2.2 A/dm2,温度65°C,波美度10°Bé,时间42 s。在最佳工艺条件下可有效去除C7701锌白铜板材表面的油污,而且不腐蚀基材。该工艺的废水中不含磷,锌含量低于1 mg/L。

铜基镀白料综合回收利用技术的研究

研究了铜基镀白料综合回收利用技术,并通过实验考查了处理液浓度、处理时间对镀白料镀层退除效果的影响以及镀层金属的回收形式。研究结果表明:铜基镀白料可以综合回收利用,处理液各成分浓度、反应时间等因素对其处理效果有很大的影响。