一種用于船舶管道的合金復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于船舶管道的合金復合材料及其制備方法，由鋅、鋁、銅、納米石墨、硫、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠、納米碳化硅和鐵制備而成，將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入電爐中熔煉，采用讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體表面，并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，升溫并保溫繼續熔煉，鑄造成合金棒管；表面車加工處理后包裝。本發明的合金復合材料具有高強度、高硬度以及高耐磨性的優點，而且還具有很好的耐腐蝕性的特性，其綜合性能得到大大的提高，使用壽命明顯增加，適用范圍也得到擴大，能很好的應用在船舶內的管道上。
【專利說明】
一種用于船舶管道的合金復合材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及新材料領域，具體是一種用于船舶管道的合金復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著船舶領域設計與建造技術的進步，船舶的種類在逐漸增多，船體也在擴大，因此船舶內各種管道錯綜復雜，因此維護好管道的安全性也越來越重要。目前，船舶內的金屬管道都采取了防腐措施，應用最廣泛的是在管道上噴涂鋅涂層。但是鋅涂層雖然具有較好的動態電化學保護性能，但是一方面新涂層的孔隙率較高，減弱其防腐性能，另一方面，由于船舶內的管道會接觸海水，海水中存在較多的氯離子，由于氯離子的侵入，鋅涂層表面較難溶于水的碳酸鹽等腐蝕產物快速被疏松、易于溶解的氯鹽化合物所取代，同時腐蝕產物還會引起涂層起泡，減低涂層的附著力，導致涂層容易發生點蝕、不均勻腐蝕而縮短其防腐壽命，從而大大縮短管道的使用壽命。另外，鋅涂層與金屬基體結合力較差，硬度較低，容易受到創傷而破損，大大降低其防護能力。因此需要對現有的船舶內的管道材料進行改進，以滿足船舶的發展需要。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種用于船舶管道的合金復合材料及其制備方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0005]—種用于船舶管道的合金復合材料，由以下質量分數的材料制備而成:鋅8?12%，鋁12?14%，銅15?18%，納米石墨0.02?0.1%，硫0.05?0.2%，鈦2?3%，鉻3?4%，鎳I?2%，錸0.2?0.3%，鈷0.1?0.16%，鈧0.1?0.2%，銠0.1?0.2%，納米碳化硅12?16%，鐵余量。
[0006]—種所述的用于船舶管道的合金復合材料的制備方法，步驟如下:
[0007](I)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1100?1200°C的電爐中熔煉6?8h;
[0008](2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；
[0009 ] (3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，然后升溫至1500?1600°C，并保溫40?60min；
[0010](4)將熔煉完成的合金材料于1350?1450 °C下保溫30?40min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管；
[0011](5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明的合金復合材料具有高強度、高硬度以及高耐磨性的優點，而且還具有很好的耐腐蝕性的特性，其綜合性能得到大大的提高，使用壽命明顯增加，適用范圍也得到擴大，能很好的應用在船舶內的管道上。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0014]實施例1
[0015]用于船舶管道的合金復合材料，由以下質量分數的材料制備而成:鋅8%，鋁14%，銅15%，納米石墨0.1%，硫0.05%，鈦3%，鉻3%，鎳2%，錸0.2%，鈷0.16%，鈧0.1%，銠0.2%,納米碳化硅12%，鐵余量。
[0016]上述合金復合材料的制備步驟如下:
[0017](I)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1100的電爐中熔煉8h;
[0018](2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；
[0019](3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，然后升溫至1500°C，并保溫60min;
[0020](4)將熔煉完成的合金材料于1350 °C下保溫40min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管；
[0021](5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
[0022]制備的合金復合材料的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性的衡量值分別比原有管道材料提高了61%、67%、29%和38%，從而拓展原有管道材料在船舶管道中的使用壽命和使用范圍。
[0023]實施例2
[0024]用于船舶管道的合金復合材料，由以下質量分數的材料制備而成:鋅10%，鋁13%，銅16%，納米石墨0.05%，硫0.1%，鈦2.5%，鉻3.5%，鎳1.5%，錸0.25%，鈷0.12%，鈧0.13 %，銘0.17 %，納米碳化硅14%，鐵余量。
[0025]上述合金復合材料的制備步驟如下:
[0026](I)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1130°C的電爐中熔煉7.5h;
[0027](2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；
[0028](3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，然后升溫至1540°C，并保溫55min;
[0029](4)將熔煉完成的合金材料于1380 °C下保溫3740min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管；
[0030](5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
[0031]制備的合金復合材料的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性的衡量值分別比原有管道材料提高了65%、70%、32%和40%，從而拓展原有管道材料在船舶管道中的使用壽命和使用范圍。
[0032]實施例3
[0033]用于船舶管道的合金復合材料，由以下質量分數的材料制備而成:鋅11%，鋁13%，銅17%，納米石墨 0.08%，硫0.15%，鈦2.6%，鉻3.7%，鎳1.7%，錸0.26%，鈷
0.14%，鈧0.17%，銠0.13%，納米碳化硅15%，鐵余量。
[0034]上述合金復合材料的制備步驟如下:
[0035](I)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1170°C的電爐中熔煉6.8h;
[0036](2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；
[0037](3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，然后升溫至1570°C，并保溫48min;
[0038](4)將熔煉完成的合金材料于1420°C下保溫304min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管；
[0039](5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
[0040]制備的合金復合材料的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性的衡量值分別比原有管道材料提高了66%、72%、32%和40%，從而拓展原有管道材料在船舶管道中的使用壽命和使用范圍。
[0041 ] 實施例4
[0042]用于船舶管道的合金復合材料，由以下質量分數的材料制備而成:鋅12%，鋁12%，銅18%，納米石墨0.02%，硫0.2%，鈦2%，鉻4%，鎳I %，錸0.2%，鈷0.16%，鈧
0.1%，銠0.2%，納米碳化硅16%，鐵余量。
[0043]上述合金復合材料的制備步驟如下:
[0044](I)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1200 °C的電爐中熔煉6h;
[0045](2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測；
[0046](3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勻混合，然后升溫至1600°C，并保溫40min;
[0047](4)將熔煉完成的合金材料于1450 °C下保溫30min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管；
[0048](5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
[0049]制備的合金復合材料的強度、硬度、耐磨性以及耐腐蝕性的衡量值分別比原有管道材料提高了65%、68%、31%和39%，從而拓展原有管道材料在船舶管道中的使用壽命和使用范圍。
[0050]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
【主權項】
1.一種用于船舶管道的合金復合材料，其特征在于，由以下質量分數的材料制備而成:鋅8?12%，鋁12?14%，銅15?18%，納米石墨0.02?0.1%，硫0.05?0.2%，鈦2?3%，鉻3?4%，鎳I?2%，錸0.2?0.3%，鈷0.1?0.16%，鈧0.1?0.2%，銠0.I?0.2%，納米碳化硅12?16%，鐵余量。2.—種如權利要求1所述的用于船舶管道的合金復合材料的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)將電解鋅、鋁、銅、鈦、鉻、鎳、錸、鈷、鈧、銠以及鐵按照配比放入1100?1200°C的電爐中熔煉6?8h; (2)采用斯派克直讀光譜儀對熔煉完成的合金液體進行成分檢測； (3)將納米級碳化硅粉體、碳、硫放入檢驗合格的合金液體的表面，開啟工頻電爐的震動裝置并用石墨棒進行攪拌以均勾混合，然后升溫至1500?1600 °C，并保溫40?60min; (4)將熔煉完成的合金材料于1350?1450°C下保溫30?40min，采用連續鑄造的方式將合金材料鑄造成合金棒管； (5)將鑄造完成的合金管進行表面車加工處理，并按照出廠標準包裝。
【文檔編號】C22C30/02GK105861912SQ201610221123
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】劉文忠, 鄭凱文
【申請人】浙江新樂造船有限公司