[發(fā)明專利]含有Ce和Nd的鋁鈦合金絲及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210033462.4
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102605224A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮立新;張敏燕;應(yīng)峰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇麟龍新材料股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多元鋁鈦合金絲及其制造方法，尤其是涉及一種含有Ce和Nd的鋁鈦合金材料及其制造方法。

背景技術(shù)

眾所周知，除少數(shù)貴金屬外，金屬材料會與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)而遭受腐蝕。金屬腐蝕已成為大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，嚴(yán)重影響其使用安全和壽命。此外，金屬表面受各種機械作用而引起的磨損也極為嚴(yán)重。大量的金屬構(gòu)件因腐蝕和磨損而失效，造成極大的浪費和損失。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計，每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產(chǎn)量的10％，損失金額約占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2～4％。因此，發(fā)展金屬表面防護(hù)和強化技術(shù)，是各國普遍關(guān)心的重大課題。

另外，一旦金屬構(gòu)件處在腐蝕介質(zhì)中，例如，處在潮濕環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)件表面受到腐蝕，腐蝕產(chǎn)物潮解，而且鋼構(gòu)件本身比較光滑，使得其表面易滑，直接威脅到其表面物體或人身的安全。例如，市政工程中的人行通道，遠(yuǎn)洋貨輪的集裝箱平臺，艦載機平臺，航空母艦的甲板、起飛跑道等。因此，迫切需要開發(fā)一種既能對鋼結(jié)構(gòu)件提供防腐保護(hù)，延長鋼結(jié)構(gòu)件的使用壽命，同時又具有防滑或不滑的功能涂層，從而保證鋼結(jié)構(gòu)件所承載物體或人身的安全性。

目前，市場常用的防腐蝕方法主要采用化學(xué)方法和物理熱噴涂金屬涂層的方法。化學(xué)方法主要是指采用防腐蝕涂料涂層等，如無機或有機漆等涂層組成的防腐蝕涂層；而用于防腐目的的熱噴涂金屬涂層，目前市場上常用的金屬涂層材料為鋅及鋅合金絲，其按化學(xué)成分不同分為：純鋅絲、鋅鋁合金絲ZnAl₅、鋅鋁合金絲ZnAl₁₅等，它們被廣泛用在防腐工程、表面處理、電容器端面噴金等領(lǐng)域。它們對鋼鐵材料的保護(hù)機理主要有二個：一是具有與涂料涂裝防腐機理類似的阻擋腐蝕介質(zhì)的隔離作用，二是具有通過涂層材料自我犧牲實現(xiàn)的陽極保護(hù)作用，因此，熱噴涂金屬涂層及其復(fù)合涂層防護(hù)技術(shù)在煤礦、港口碼頭、民用大型鋼結(jié)構(gòu)建筑、橋梁、高速鐵路、大型船舶以及其他大型工業(yè)化項目(如石化、電力、海洋)上已普及應(yīng)用，取得了優(yōu)異的社會及經(jīng)濟效益。

上述的熱噴涂金屬涂層材料中，純鋅絲因價格便宜，生產(chǎn)方法簡單而廣為應(yīng)用。然而它的強度和硬度低，抗拉強度低，當(dāng)作為噴涂防腐材料時，材料強度硬度低，材料偏軟，易彎曲變形。而鋅鋁合金絲如ZnAl₅、ZnAl₁₅等由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本和材料價格較高，因此作為噴涂防腐材料時用量較純鋅絲少。

事實上，鋅鋁合金絲較少采用的另一個主要原因就是在生產(chǎn)細(xì)絲時拉伸易斷而難以進(jìn)行。因為隨著鋁含量的提高，由于因組分差距的增大而引起偏析現(xiàn)象增大，難以保證其組織均勻，變形抗力增大，所以鋁含量越高，拉拔成絲越困難，因而高鋁含量與拉拔困難是制備絲材的主要難題，而更高鋁含量的鋅鋁合金絲的研制也未見報道。

針對這一問題，有人提出，稀土元素在金屬領(lǐng)域可以顯著改善合金的物理和機械性能，稀土元素在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已得到了廣泛關(guān)注。如中國專利CN1718836A，將占絲材總重量0.05-0.3％的稀土鈰(Ce)加入到Mg、Al金屬中，制得一種稀土鋁鎂合金噴涂防蝕絲材，用于鋼結(jié)構(gòu)尤其是水利工程閘門的長效防腐上，取得了積極防護(hù)效果，但其采用的是添加單一稀土元素鈰(Ce)，從而影響了絲材防護(hù)性能的進(jìn)一步提高，不利于推廣應(yīng)用。并且實驗表明，采用類似的技術(shù)方案，如稀土含量接近下限時，例如當(dāng)小于0.08％時，稀土所起的作用極其微小；而當(dāng)大于0.1％時，稀土對鋅合金強度的繼續(xù)上升又不明顯，因此，這種技術(shù)應(yīng)用非常有限，也未能有效的應(yīng)用熱噴涂金屬涂層的鋅鋁合金絲中。

除此之外，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于制備既防腐蝕又具備防滑或不滑的功能涂層的熱噴涂絲材就更未見報道。

所以市場上仍然需要一種價格便宜、且具有較高強度的可代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋅絲的用于制作噴涂防腐工程同時又具有防滑或者不滑功能的熱噴涂絲材。

發(fā)明內(nèi)容

針對市場需求及現(xiàn)有技術(shù)中鋅絲或鋅鋁絲存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多元熱噴涂鋁鈦合金絲及其制造方法，將該絲材噴涂于鋼的表面，取得了優(yōu)良的防腐及防滑效果。

本發(fā)明提供一種多元鋁鈦合金絲，按重量百分比計，其組分為：鋁Al：94％-97％；釩V：0.05％-1％；鈦Ti：2％-5％；鈰Ce：0.01-0.7％，釹Nd：0.01-0.2％，該兩種稀土元素的總量：0.02-0.76％，總量不超過1％的微量添加元素，所述鋁鈦合金絲的電阻率為2.0-6.0μΩ·cm，所述鋁鈦合金絲的比重為2.60-2.75g/cm³，所述鋁鈦合金絲的延伸率10～25％。