[發(fā)明專利]基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112518241A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂玉廷;張喆;郭佳偉;郎咸偉;崔洪芝;王瑞;呂馥言
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/12
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

本發(fā)明公開了一種基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用，屬于海洋裝備領(lǐng)域新型材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。其以鎳鋁青銅作為基體，以鋅絲作為增強(qiáng)材料，該制備方法包括：首先在鎳鋁青銅板材表面沿?cái)嚢枘Σ良庸し较蚯懈畛鲆粋€(gè)凹槽，向該凹槽中加入鋅絲，然后對加有鋅絲的鎳鋁青銅板材進(jìn)行熱處理，隨爐冷卻；最后將隨爐冷卻后的鎳鋁青銅板材表面進(jìn)行打磨處理，將攪拌針對準(zhǔn)凹槽中心，調(diào)整攪拌摩擦參數(shù)，在加入鋅絲的表面進(jìn)行攪拌摩擦加工，即得。本發(fā)明利用攪拌摩擦加工工藝制備鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料，一方面均勻細(xì)化合金表面晶粒，另一方面加入更耐腐蝕的鋅元素，進(jìn)而同時(shí)提高了鎳鋁青銅的表面機(jī)械性能和耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋裝備領(lǐng)域新型材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鎳鋁青銅是一種多相合金，并且其微觀結(jié)構(gòu)和物相種類都比較復(fù)雜，在腐蝕壞境中很容易就發(fā)生選相腐蝕。最主要的原因是由于各個(gè)相之間存在著元素差異，導(dǎo)致生成的表面腐蝕產(chǎn)物也都不同，因此，各個(gè)相所表現(xiàn)出來的腐蝕行為也有所不同。

現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)研究報(bào)道利用鎳鋁青銅來制備復(fù)合材料，如CN104630547A公開了一種高機(jī)械性能螺旋槳制造材料的制備方法，該方法中以鎳鋁青銅為原料，其首先對金屬進(jìn)行熔煉，在金屬熔煉步驟中加入清渣覆蓋熔劑和精煉劑，然后通過除氣步驟去除熔煉步驟產(chǎn)生的氣體，接著進(jìn)行爐前扒渣步驟，最后通過光譜檢測設(shè)備對熔煉的合金化學(xué)元素進(jìn)行檢測。上述螺旋槳材料基本適應(yīng)了船舶大型化和輕量化的要求。

納米復(fù)合材料由于具有優(yōu)良的綜合性能因此廣泛應(yīng)用于海洋裝備等領(lǐng)域，但其機(jī)械性能及耐腐蝕性能還有待于進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法，其以鎳鋁青銅作為基體，以鋅絲作為增強(qiáng)材料，通過對其制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，制備得到的鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法，其以鎳鋁青銅作為基體，以鋅絲作為增強(qiáng)材料，所述的制備方法依次包括以下步驟：

S1、對鎳鋁青銅進(jìn)行預(yù)處理的步驟：

在鎳鋁青銅板材上表面沿?cái)嚢枘Σ良庸し较蚩坛鲆粋€(gè)凹槽；

S2、加入增強(qiáng)材料的步驟：

在步驟S1所述的凹槽中加入鋅絲；

S3、熱處理步驟：

將步驟S2所得加有鋅絲的鎳鋁青銅板材進(jìn)行熱處理，然后隨爐冷卻；

S4、攪拌摩擦加工步驟：

將步驟S3隨爐冷卻后的鎳鋁青銅板材表面進(jìn)行打磨處理，將攪拌針對準(zhǔn)凹槽中心，調(diào)整攪拌摩擦參數(shù)，在加入鋅絲的表面進(jìn)行攪拌摩擦加工，即得鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，步驟S1中，利用線切割加工刻出所述的凹槽，所述的凹槽的橫截面為一正方形。

作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案，步驟S3中，熱處理工藝中，溫度為650～700℃，時(shí)間為0.5～1.5h。

進(jìn)一步優(yōu)選，驟S2中，所述的鋅絲的直徑為1mm，加入量為2-3根。

優(yōu)選的，步驟S4攪拌摩擦加工中，刀具軸肩直徑為15mm，攪拌針針長為2.5mm，其中轉(zhuǎn)速的變化范圍是800-1500rpm，進(jìn)速都為50mm/min,其中攪拌摩擦加工軸肩直徑為15mm-18mm。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述的一種基于鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料的制備方法制備得到的鎳鋁青銅/鋅納米復(fù)合材料在海洋裝備中的應(yīng)用。