一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法；该材料的内层合金材料为铁锰合金，其包括锰：10～20wt％，余量为铁；外层合金材料为铝铱合金，其包括铱：0.1～1wt％，余量为铝。制备时，以模具为阴极，以铁板为阳极，以含七水硫酸亚铁、一水硫酸锰、植酸的溶液为电沉积液，在模具表面电沉积制得内层合金材料；再以内层合金材料为阴极，以铝板为阳极，以含三氯化铝、1‑己基咪唑氯盐、三氯化铱的溶液为电沉积液，在内层合金材料表面电沉积外层合金材料。本发明专利技术的复合合金材料的制备温度较低，可有效节约能耗；制得的电缆支架整体由合金材料组成，具有良好的机械强度、耐高温氧化性能和耐电化学腐蚀性能，且不会发生老化问题。

A Composite Alloy Material for Cable Support and Its Preparation Method

The invention discloses a composite alloy material for cable bracket and a preparation method thereof; the inner alloy material of the material is ferromanganese alloy, which includes manganese: 10-20wt% and the remainder is iron; the outer alloy material is aluminium-iridium alloy, which includes iridium: 0.1-1wt% and the remainder is aluminium. The inner alloy material was prepared by electrodeposition on the surface of the die with the die as cathode, the iron plate as anode, the solution containing ferrous sulfate heptahydrate, manganese sulfate monohydrate and phytic acid as electrodeposition solution, and the inner alloy material as cathode, the aluminum plate as anode, the solution containing aluminium trichloride, 1 hexyl imidazole chloride and iridium trichloride as electrodeposition solution on the surface of the inner alloy material. Surface electrodeposition of outer alloy materials. The composite alloy material of the invention has low preparation temperature, which can effectively save energy consumption; the cable bracket is composed of alloy material, which has good mechanical strength, high temperature oxidation resistance and electrochemical corrosion resistance, and no aging problem occurs.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法
本专利技术涉及一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法，属于金属材料

技术介绍
电缆支架被广泛应用于电缆沟、电缆隧道、变电站电缆层以及其他电缆构筑物中电缆的架设。目前应用较为广泛的主要有金属电缆支架和高分子复合材料电缆支架等。公告号CN102463678B的中国专利《电缆支架制备工艺》公开了利用增强纤维和/或增强纤维毡和树脂混合物一体拉挤成型技术制备电缆支架的工艺。公告号CN102371684A的中国专利《复合材料电缆支架制备方法》公开了利用连续纤维纱沿着电缆支架骨架的路径连续的缠绕在电缆支架模具内等工艺手段制备树脂基复合材料电缆支架的方法。公告号CN103292043B的中国专利《组合式电缆支架及其支架制造方法》提供了一种利用PVC材料或PP塑料、玻璃纤维、环保助剂，通过拌和和拉挤成型制造电缆支架的方法。公开号CN101592263A的中国专利《地铁电缆支架》记载了一种由酚醛玻璃纤维增强模塑料制备电缆支架的方法。公开号CN107446369A的中国专利《竹纤维复合材料的电缆支架及其制备方法》提供了一种主要由树脂和竹纤维丝制备电缆支架的方法。以上专利所记载的电缆支架材料由高分子复合材料组成，然而有机高分子材料易在光、热、湿度、应力、腐蚀性介质等外部环境因素作用下发生降解或交联等涉及分子结构改变的化学老化，或发生蠕变、松弛等涉及分子构象及聚集态结构改变的物理老化，从而导致材料性能劣化，严重降低使用寿命。另一方面，传统的金属电缆支架在恶劣环境如多雨潮湿或沿海盐雾等场合极易锈蚀，使用寿命较短。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种电缆支架用复合合金材料，该材料的内层合金材料为铁锰合金，其包括按重量百分数计的如下元素：锰：10～20％，余量为铁；该材料的外层合金材料为铝铱合金，其包括按重量百分数计的如下元素：铱：0.1～1％，余量为铝。内层合金材料中，若锰的含量低于10％，材料的抗拉强度和屈服强度较低；若锰的含量高于20％，将对铝合金材料的其他性能如塑性等有不利影响；外层合金材料中，若铱的含量低于0.1％，对提升材料的耐腐蚀性能无明显影响；若铱的含量高于1％，将显著增加材料的成本。作为优选方案，所述内层合金材料的厚度为2～5mm；所述外层合金材料的厚度为0.5～1mm。第二方面，本专利技术还提供了一种如前述的电缆支架用复合合金材料的制备方法，其包括如下步骤：S1、模具制备：按照电缆支架的设计形状制作模具；S2、配制用于电沉积内层合金材料的溶液A；所述溶液A中溶剂为水，溶质组分及相应的摩尔浓度为：七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)0.2～0.4mol/L，一水硫酸锰(MnSO4·H2O)0.05～0.08mol/L，植酸(C6H18O24P6)0.1～0.2mol/L；S3、电沉积制备内层合金材料：以模具为阴极，以铁板为阳极，以所述溶液A为电沉积液，在所述模具表面电沉积制得内层合金材料，从模具中取出所述内层合金材料；S4、配制用于电沉积外层合金材料的溶液B：所述溶液B中溶剂为水，溶质组分及相应的摩尔百分数为：三氯化铝(AlCl3)摩尔百分数为40～60％，1-己基咪唑氯盐(C7H13N2Cl)摩尔百分数为35～59.5％，三氯化铱(IrCl3)摩尔百分数为0.5～5％；S5、电沉积制备外层合金材料：以所述内层合金材料为阴极，以铝板为阳极，以所述溶液B为电沉积液，在所述内层合金材料表面电沉积外层合金材料，即得所述电缆支架用复合合金材料。作为优选方案，步骤S1中，所述模具的材质为耐腐蚀的导电材料。更优选为不锈钢、镍、钛合金等。(模具选用不锈钢、镍、钛合金，其表面会形成极薄的致密半导体氧化物，和电沉积产物的结合力较弱，因此，内层合金材料能够从模具上剥离取出。)作为优选方案，步骤S3中，电沉积过程中，控制电沉积液温度为30～60℃、阴极电流密度为5～10A/dm2。其中，若阴极电流密度高于10A/dm2，溶液中将会产生严重的副反应，使得制备合金材料疏松多孔，影响其使用性能；若阴极电流密度低于5A/dm2，由于电沉积速度过慢，会使得合金材料的制备效率过低。作为优选方案，步骤S3具体为：向电沉积槽中注入所述溶液A，将模具作为阴极放入电沉积槽中，将工业纯铁板作为阳极放入电沉积槽中；模具与电沉积槽中的溶液充分接触，且避免阴极与阳极相接触，将阴极和阳极与直流电源连接形成回路；电沉积至内层合金材料的厚度达到设定值时，关闭电源，停止电沉积，从模具中取出制备的内层合金材料。作为优选方案，步骤S5中，电沉积过程中，控制电沉积液温度为60～70℃、阴极电流密度为2～5A/dm2。其中，若阴极电流密度高于5A/dm2，制备的外层合金材料为粉末状，无法形成连续合金层材料；若阴极电流密度低于2A/dm2，无法获得所需的外层合金材料。作为优选方案，步骤S5具体为：向电沉积槽中注入所述溶液B，将步骤S3制备的内层合金材料作为阴极放入电沉积槽中，将工业纯铝板作为阳极放入电沉积槽中，内层合金材料与电沉积槽中的溶液充分接触，且避免阴极与阳极相接触，将阴极和阳极与直流电源连接形成回路；电沉积至外层合金材料的厚度达到设定值时，关闭电源，停止电沉积，取出制备的复合合金材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术是基于电沉积方法制备复合合金材料，即直接将溶液中的金属离子通过电化学还原形成合金材料，具有材料纯度高的优点；2、采用本专利技术提出的方法，复合合金材料的制备温度较低，可有效节约能耗；3、电缆支架整体由合金材料组成，不会发生老化问题。其中，内层的合金材料可为电缆支架提供足够的机械强度，外层的合金材料含有铝元素和铱元素，对提高电缆支架的耐高温氧化性能和耐电化学腐蚀性能有重要意义；4、此外，内层和外层合金中的元素含量可通过改变电沉积溶液的配方来调节。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例涉及一种电缆支架用复合合金材料及其制备方法。所述电缆支架用复合合金材料的内层合金材料为铁锰合金，其包括按重量百分数计的如下元素：锰：15％，余量为铁；该材料的外层合金材料为铝铱合金，其包括按重量百分数计的如下元素：铱：0.5％，余量为铝。本实施例的电缆支架用复合合金材料的制备方法包括如下步骤：S1、模具制备：按照电缆支架的设计形状制作模具；所述模具的材质为耐腐蚀的导电材料，如不锈钢、镍、钛合金等，本实施例中选用不锈钢。S2、配制用于电沉积内层合金材料的溶液A；所述溶液A中溶剂为水，溶质组分及相应的摩尔浓度为：七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)0.3mol/L，一水硫酸锰(MnSO4·H2O)0.06mol/L，植酸(C6H18O24P6)0.15mol/L；S3、电沉积制备内层合金材料：向电沉积槽中注入所述溶液A，将模具作为阴极放入电沉积槽中，将工业纯铁板作为阳极放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆支架用复合合金材料，其特征在于，所述复合合金材料的内层合金材料为铁锰合金，其包括按重量百分数计的如下元素：锰：10～20％，余量为铁；所述复合合金材料的外层合金材料为铝铱合金，其包括按重量百分数计的如下元素：铱：0.1～1％，余量为铝。

【技术特征摘要】
1.一种电缆支架用复合合金材料，其特征在于，所述复合合金材料的内层合金材料为铁锰合金，其包括按重量百分数计的如下元素：锰：10～20％，余量为铁；所述复合合金材料的外层合金材料为铝铱合金，其包括按重量百分数计的如下元素：铱：0.1～1％，余量为铝。2.根据权利要求1所述的电缆支架用复合合金材料，其特征在于，所述内层合金材料的厚度为2～5mm；所述外层合金材料的厚度为0.5～1mm。3.一种如权利要求1所述的电缆支架用复合合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、模具制备：按照电缆支架的设计形状制作模具；S2、配制用于电沉积内层合金材料的溶液A；所述溶液A中溶剂为水，溶质组分及相应的摩尔浓度为：七水硫酸亚铁0.2～0.4mol/L，一水硫酸锰0.05～0.08mol/L，植酸0.1～0.2mol/L；S3、电沉积制备内层合金材料：以模具为阴极，以铁板为阳极，以所述溶液A为电沉积液，在所述模具表面电沉积制得内层合金材料，从模具中取出所述内层合金材料；S4、配制用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任健，
申请(专利权)人：福铂斯天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12