一种高强度二硼化钛增强铜基复合材料及其制备方法技术

技术编号:12678253 阅读:26 留言:0更新日期:2016-01-08 15:12
本发明专利技术涉及一种用于耐高温海洋工程起重设备的高强度二硼化钛增强铜基复合材料及其制备方法,该高强度二硼化钛增强铜基复合材料由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二硼化钛12-15%,铜合金ZCuSn10Pb5 85-88%。制备用于耐高温海洋工程起重设备的高强度二硼化钛增强铜基复合材料经过搅拌、熔炼、铸造等步骤。本发明专利技术提供的用于耐高温海洋工程起重设备的高强度二硼化钛增强铜基复合材料,利用二硼化钛高硬度,耐腐蚀、化学稳定好,高温抗氧化性好等特点,使得铜合金ZCuSn10Pb5在保证其原有耐蚀性的同时提高其抗拉强度、硬度及耐高温程度,从而该材料可以长期应用在海水中耐腐蚀的起重机械中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种铜基合金复合材料及其制备方法,特别是设及一种用于耐高溫海 洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复合材料。
技术介绍
铸造方法按照国标GB/T1176-2013的标准制备的铜合金Z化SnioPbs是一种多用 途的锡铅青铜材料,由于其具有很好的耐腐蚀性,特别是对稀硫酸、盐酸和脂肪酸的耐腐蚀 性高,因此主要用于如制造耐蚀、耐酸的配件W及破碎机的衬套、轴瓦等。但是由于其抗拉 强度和硬度性能较低(抗拉强度> 245MPa,硬度> 70HBW),严重限制了该材料在耐腐蚀性 的海洋工程中的应用,现阶段只有海洋工程工程用平台搭建中得到使用,而在海水中需要 耐腐蚀的起重机械方面难W应用。 二棚化铁是一种具有六方晶体结构的灰色或灰黑色的粉末或晶体材料;烙点是 2980°C,密度是4. 52g/cm3。它具有很高的硬度,在空气中抗氧化溫度能达到1000°C,在 HCl(盐酸)和HF(氨氣酸)中稳定,具有优良的热稳定性、抗氧化性能及导电性能;主要用 于导电陶瓷材料,陶瓷切削刀具及模具,复合陶瓷材料,侣电解槽阴极涂层材料及侣、铁、铜 等金属材料的强化剂。 综上,利用二棚化铁高硬度,耐腐蚀、化学稳定好,高溫抗氧化性好的优点,克服 了铜合金Z化SniePbs抗拉强度、硬度性能较低和不耐高溫的缺点,将二棚化铁与铜合金 Z化Sni。化5制备成复合材料在保证铜合金Z化Sn1。化5原有耐腐蚀性能的同时提高抗拉强度、 硬度及耐高溫性,从而使得该高强度二棚化铁增强铜基复合材料能够应用于海水中耐腐蚀 的起重机械中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,通过改进二棚化铁和铜合金Z化SninPbs之间体积配比W及制 备条件,提供一种有效提高铜合金Z化Sni。化5抗拉强度、硬度及耐高溫性的用于耐高溫海洋 工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复合材料及其制备方法。 为实现上述专利技术目的,本专利技术所提供的技术方案是: 一种用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复合材料,由如 下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二棚化铁12-15%,铜合金Z化SniePbs 85-88%。 优选地,本专利技术的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复 合材料,由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二棚化铁12%,铜合金 ZCuSriioPbs88 %O 优选地,本专利技术的用于耐高温海萍工程起重设备的高强度二欄化钥;增强铜基复 合材料,由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二棚化铁14%,铜合金 ZCuSnioPbs86%。 优选地,本专利技术的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复 合材料,由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二棚化铁15%,铜合金ZQiSnioPbg85%。 W11] 进一步地,所述铜合金Z化SniePbs由如下质量百分比的组分组成:锡锭 9. 0-11.0%,铅锭4.0-6. 0%,锋《1.0%,杂质《1.0%,其余为铜。 一种用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复合材料的制备 方法,具有W下步骤: 阳01引 1)制备铜合金Z化SniePbs:将电解铜,锡锭,铅锭、锋按照上述的重量比例放入电 炉中烙炼,烙炼中铜合金液体体积小于电炉体积的90% ;烙炼溫度为1100-1200°C,时间为 3-3.化; 2)使用斯派克直读光谱仪对制备的铜合金液体进行成分检测,W确定其化学组成 在上述的范围之内; 3)将纯度大于96%的高纯度二棚化铁按体积百分比为12-15%与放入上述铜合 金ZCuSni。化5液体的表面,开启工频电炉的震动装置并同时用石墨棒进行揽拌,使二者均匀 混合;进一步升高电炉溫度至1300-1400°C并保持30-35min; 4)将制作完成的高强度二棚化铁增强铜基复合材料在电炉中进行保溫,时间为 35-40min;之后采用连续铸造的方式将此高强度二棚化铁增强铜基复合材料铸造成高强度 二棚化铁增强铜基复合板棒板,铸造溫度为1100-1150°C; 5)将铸造完成之后的高强度二棚化铁增强铜基复合板棒材进行表面车加工处理, 并按照出厂标准包装。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为12%。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为14%。 进一步地,步骤3中,所述高纯度二棚化铁的体积百分比为15%。 采用上述技术方案,本专利技术的有益效果有: 1.本专利技术将高纯度二棚化铁材料通过上述技术手段均匀分布在铜合金洗USniePbs 材料中,利用二棚化铁高硬度,耐腐蚀、化学稳定好,高溫抗氧化性好等特点,弥补了铜合金 Z化SniePbs材料的抗拉强度低、硬度低和不耐高溫等缺点,实现铜合金Z化SnItjPbg材料的抗 拉强度、硬度和耐高溫性能的进一步提升。 2.本专利技术所得到的高强度二棚化铁增强铜基复合材料,通过改变二棚化铁和铜合 金Z化SnwPbs的体积比,能有效的提高最终高强度二棚化铁增强铜基复合材料的抗拉强度、 硬度和耐高溫性。高强度二棚化铁增强铜基复合材料制造的部件的抗拉强度由245MPa提 高至500MPa,硬度由70HBW提高至140HBW,能够承受的最高溫度为600°C,从而使得该高强 度二棚化铁增强铜基复合材料能够长期应用在海水中耐腐蚀的起重机械中。【附图说明】 图1是本专利技术的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复合 材料的方法的流程图。【具体实施方式】W下结合附图和实施例对本专利技术提供的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度 二棚化铁增强铜基复合材料及其制备方法作进一步说明,但并非限制本专利技术的应用范围。 连施俩I1 本专利技术实施例1的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复 合材料,由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二棚化铁12%,铜合金 Z化SnicPbs88%,其中铜合金Z化SnicPbs由如下质量百分比的组分组成:锡锭9. 0-11.0%, 铅锭4. 0-6. 0%,锋《1. 0%,杂质《1. 0%,其余为铜。 本专利技术实施例1的用于耐高溫海洋工程起重设备的高强度二棚化铁增强铜基复 合材料的制备方法,具有W下步骤(参见图1): 1)制备铜合金Z化SniePbs:将电解铜,锡锭,铅锭、锋按照上述的重量比例放入电 炉中烙炼,烙炼中铜合金液体体积小于电炉体积的90% ;烙炼溫度为Iiocrc,时间为化; 2)使用斯派克直读光谱仪对制备的铜合金液体进行成分检测,W确定其化学组成 在上述的范围之内; 3)将纯度大于96%的高纯度二棚化铁按体积百分比为12%与放入上述铜合金 Z化SniuPbs液体的表面,开启工频电炉的震动装置并同时用石墨棒进行揽拌,使二者均匀混 合;进一步升高电炉溫度至1300°C并保持30min; 4)将制作完成的高强度二棚化铁增强铜基复合材料在电炉中进行保溫,时间为 35min;之后采用连续铸造的方式将此高强度二棚化铁增强铜基复合材料铸造成高强度二 棚化铁增强铜基复合板棒板,铸造溫度为Iiocrc; 5)将铸造完成之后的高强度二棚化铁增强铜基复合板棒材进行表面车加工处理, 并按照出厂标准包装。 连施俩I 2 本专利技术实施例2的用于耐高溫海洋工程起重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耐高温海洋工程起重设备的高强度二硼化钛增强铜基复合材料,其特征在于,由如下体积百分比的组分组成:纯度大于96%的高纯度二硼化钛12‑15%,铜合金ZCuSn10Pb585‑88%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙飞赵勇埃里克斯高登
申请(专利权)人:苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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