[發明專利]一種高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳及其制作方法

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• 申請號: 202010713956.1
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111850344A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 何峰林
• 申請（專利權）人: 鎮江金葉螺旋槳有限公司
• 主分類號: C22C9/05
• 分類號: C22C9/05;C22C1/02;C25D7/00;C23F13/16;C25B9/00;C25B11/02;C25B11/04;C25B1/26;B63H1/14
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 呂娟

本發明公開一種高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳及其制作方法，該螺旋槳葉片的配方及各自的重量百分比為成分按重量百分比為：錳15%、鋁10%、鐵5%、鎳3%、硼0.05%，其他元素0.05～0.20%，余量為銅和不可避免的雜質；所述其他元素包括鍶、鋯、鈧、鈦中的一種或幾種。其制作方法包括螺旋槳葉片的制備、鍍鈦防腐、加設外接電極等步驟通過外接電源接通外接的石墨烯電極形成一個連通的電流通路，在螺旋槳工作時，將海水作為連通介質，通過電流分解成含氯物質，提升螺旋槳的耐腐蝕性及使用壽命。本發明螺旋槳構造簡單，僅加設鍍鋅層和外接電極和電源，但其耐腐蝕性能效果顯著，具有良好的實用性。

技術領域

本發明涉及一種高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳及其制作方法。

背景技術

長期以來船用螺旋槳材料多選用銅合金，其中鎳鋁青銅又是首選材料。但由于銅合金材料強度的大幅度提高受到限制，隨著船舶的大型化和單軸功率的增大，迫切需要開發強度更高的螺旋槳材料。

高錳鋁青銅是一種能耐高溫且能承受高壓縮載荷以及沖擊力作用的高耐磨銅合金材料。與普通鋁青銅相比，它具有更優良的耐磨性能，因而被廣泛用于渦輪、齒輪、軸瓦、軸襯和緊固螺帽等耐磨零件的制造；另外它具有更高的機械強度，且在大氣、淡水、海水中均具有更為良好的耐蝕性，更高的腐蝕疲勞強度，且鑄造性能及可焊性能好，因而世界各國廣泛將此類銅合金用做船舶螺旋槳的主體材料，也常用來做海水管路系統、海上石油平臺等的設備部件。

但是，隨著工業發展，對高錳鋁青銅材料的耐腐蝕性，耐磨性等性能提出了更高的要求，傳統的高錳鋁青銅已難以滿足設備的使用條件。例如船舶越來越大型化和高速化，且艉軸不均勻流場也更加嚴重，加上水域污染日甚，所以螺旋槳材料在海水中受到海水的電化學腐蝕、空泡腐蝕、沖刷腐蝕、脫成分腐蝕等情況也更為嚴重。再如蝸輪蝸桿及齒輪傳動系統的工作速度越來越快，承受載荷也越來越大，這就對其材料的摩擦磨損性能提出了更高的要求。因此，亟需進一步提高高錳鋁青銅材料的耐磨性、耐腐蝕性等性能，以滿足船舶的發展需求。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳及其制作方法，優化現有的高錳鋁青銅合金配方更改制備工藝，提升合金的耐磨耐腐蝕性能；并在螺旋槳成型后加設石墨烯電極使其在海水中的耐腐蝕性能進一步提高。具體技術方案如下：

一種高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，該螺旋漿葉片的配方及各自的重量百分比為成分按重量百分比為：錳15%、鋁10%、鐵5%、鎳3%、硼0.05%，其他元素0.05～0.20%，余量為銅和不可避免的雜質；所述其他元素包括鍶、鋯、鈧、鈦中的一種或幾種。

前述的高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，所述鍶、鋯、鈧、鈦的重量百分比均為0.05%。

前述的高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，所述螺旋漿葉片的表面涂有防腐涂料，所述螺旋漿葉片的根部設有外接電極和外接電源。

前述的高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，所述防腐涂料為鍍鈦層；所述外接電極為石墨烯電極，所述外接電源為直流電源。

前述的的高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，所述鍍鈦層的厚度為10～12μm；所述石墨烯電極絕緣設置，其一端通過直流電源與螺旋漿葉片電連接。

前述的高耐磨耐腐蝕的高錳鋁青銅合金螺旋槳，其制作方法包括步驟如下：

1）制備螺旋漿葉片：根據上述配方及組分的重量比例將各原料按次序進行熔煉、精煉、扒渣后進行澆筑成型；

2）鍍鈦防腐：將步驟1）中制備的螺旋漿葉片冷卻后進入鍍鈦工藝，在其表面進行電鍍一層鍍鈦層；

3）加設外接電極：在經步驟2）鍍鈦后的螺旋漿葉片組裝成螺旋漿，并在的螺旋漿葉片的根部加設墨烯電極，該石墨烯電極絕緣設置，其通過直流電源與螺旋漿葉片電連接。