CN108754361A - 一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料 - Google Patents

一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料 Download PDF

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陈大龙
黄耀
操瑞
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Abstract

本发明公开了一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，包括以下质量百分比的组分：改性活性碳纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化锌、铝钼铌铜锆中间合金、锰、铬、碳、硅、混合稀土金属、余量为铁及其不可避免的杂质。本发明的合金钢材料配方合理，添加复合粉末、纳米材料、混合稀土金属和中间合金等，改善了材料的金相结构，细化晶粒，减少晶粒不均匀长大，增强了材料的致密性和促成基体结合，有效提高了材料的耐腐蚀性能(耐酸、耐碱和耐盐腐蚀性能)、抗老化性能、硬度、强度等；使得合金钢材料的整体性能都良好，且使用范围广，使用寿命长。

Description

一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料
技术领域
本发明属于合金钢领域，具体涉及一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料。
背景技术
电缆保护管又名电缆管、电力电缆管、水泥电缆管、电力排管、电力电缆保护管等。电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电，以保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏，对电力线磁场干扰也起到一定的隔离作用。对于时代的发展，水泥制作或者其他非金属制作的复合材料都逐渐被玻璃钢、合金钢所代替，大多数采用玻璃钢、合金钢制作的电缆保护管可以提高它在地下的耐腐蚀性能和寿命，拥有光滑的表面，在清洗方面性能都很突出等。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，通过粉末冶金的方法制成，制备得到的合金钢材料具有较好的耐腐蚀性能(耐酸、耐碱和耐盐腐蚀性能)、抗老化性能、硬度、强度等，其整体性能都较好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，由以下质量百分比的原料组成：改性活性碳纤维0.8-1.2％、改性纳米二氧化钛0.2-0.3％、纳米氧化锌0.1-0.2％、铝钼铌铜锆中间合金1.6-2.4％、锰0.4-0.7％、铬0.8-1.2％、碳0.15-0.22％、硅0.1-0.18％、混合稀土金属0.4-0.7％、余量为铁及其不可避免的杂质；其中，改性活性碳纤维为含氮活性碳纤维，其制备方法为：
(1)将一定量的活性碳纤维放置在质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为2-4mg/mL的活性碳纤维浓硝酸溶液，然后在40-50KHz的超声波清洗器超声50-60min；
(2)将经过步骤(1)超声分散的活性碳纤维浓硝酸溶液置于氮气氛围下加热至600-680℃，保温活化30-50min；
(3)继续升温至900-950℃，保温活化40-60min，活化结束后在氮气保护下自然冷却，然后置于70-90℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得含氮活性碳纤维。
所述改性纳米二氧化钛为经过硅烷偶联剂表面处理过的纳米二氧化钛。
所述纳米氧化锌的粒径为20-50nm。
所述铝钼铌铜锆中间合金的制备方法参考专利申请公布号为CN103898386A，名称为《一种铝钼铌铜锆中间合金及其制备方法》。
所述混合稀土金属为富铈混合稀土金属和富钇混合稀土金属的复配物，其中，富镧混合稀土金属和富钇混合稀土金属的质量配比为1：(0.8-1.2)。
本发明的合金钢材料使用复合粉体材料、纳米无机填充材料、中间合金以及铁复配，其中纳米无机填充材料为纳米级粉体，表面具有很高的活性，复配到铁基质中，可以十分均匀、稳定地弥散分布在铁基质中，再加入能够改善合金性能的添加型的功能合金(中间合金)，显著改善了其复配材料在基体中的弥散均匀性，有效提高了材料的致密性和整体性能。
而且，合金钢中，添加氮元素能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性，氮复配到活性碳纤维中得到的改性活性碳纤维不仅可以增韧合金钢的强度，在一定程度上还可以吸附硫元素，从而提高材料的耐腐蚀性能。
本发明的有益效果：本发明的合金钢材料配方合理，添加复合粉末、纳米材料、混合稀土金属和中间合金等，改善了材料的金相结构，细化晶粒，减少晶粒不均匀长大，增强了材料的致密性和促成基体结合，有效提高了材料的耐腐蚀性能(耐酸、耐碱和耐盐腐蚀性能)、抗老化性能、硬度、强度等；使得合金钢材料的整体性能都良好，且使用范围广，使用寿命长。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于本发明。实施例中，各种原料均为市售品。
实施例1
一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，由以下质量百分比的原料组成：
改性活性碳纤维0.95％、改性纳米二氧化钛0.24％、纳米氧化锌0.15％、铝钼铌铜锆中间合金2.1％、锰0.55％、铬0.95％、碳0.19％、硅0.14％、富镧混合稀土金属0.3％、富钇混合稀土金属0.3％、余量为铁及其不可避免的杂质；其中，改性活性碳纤维为含氮活性碳纤维，其制备方法为：
(1)将1.5g活性碳纤维放置在500mL质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为3mg/mL的活性碳纤维浓硝酸溶液，然后在45KHz的超声波清洗器超声60min；
(2)将经过步骤(1)超声分散的活性碳纤维浓硝酸溶液置于氮气氛围下加热至650℃，保温活化45min；
(3)继续升温至930℃，保温活化55min，活化结束后在氮气保护下自然冷却，然后置于85℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得含氮活性碳纤维。
实施例2
一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，由以下质量百分比的原料组成：
改性活性碳纤维1.05％、改性纳米二氧化钛0.26％、纳米氧化锌0.16％、铝钼铌铜锆中间合金2.2％、锰0.58％、铬1.05％、碳0.2％、硅0.16％、富镧混合稀土金属0.35％、富钇混合稀土金属0.35％、余量为铁及其不可避免的杂质；其中，改性活性碳纤维为含氮活性碳纤维，其制备方法为：
(1)将1.5g活性碳纤维放置在500mL质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为3mg/mL的活性碳纤维浓硝酸溶液，然后在45KHz的超声波清洗器超声60min；
(2)将经过步骤(1)超声分散的活性碳纤维浓硝酸溶液置于氮气氛围下加热至650℃，保温活化45min；
(3)继续升温至930℃，保温活化55min，活化结束后在氮气保护下自然冷却，然后置于85℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得含氮活性碳纤维。
经检测，本发明的防腐抗老化电缆保护管合金钢材料的试验数据：抗拉强度≥1025MPa，屈服强度≥801MPa，硬度为52-55HRC，浸泡在10％的氢氧化钠溶液中腐蚀48h没有变化，浸泡在10％的硫酸溶液中腐蚀48h没有变化，使用寿命为同等产品的1.87倍。

Claims (4)

1.一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：改性活性碳纤维0.8-1.2％、改性纳米二氧化钛0.2-0.3％、纳米氧化锌0.1-0.2％、铝钼铌铜锆中间合金1.6-2.4％、锰0.4-0.7％、铬0.8-1.2％、碳0.15-0.22％、硅0.1-0.18％、混合稀土金属0.4-0.7％、余量为铁及其不可避免的杂质；其中，改性活性碳纤维为含氮活性碳纤维，其制备方法为：
(1)将一定量的活性碳纤维放置在质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为2-4mg/mL的活性碳纤维浓硝酸溶液，然后在40-50KHz的超声波清洗器超声50-60min；
(2)将经过步骤(1)超声分散的活性碳纤维浓硝酸溶液置于氮气氛围下加热至600-680℃，保温活化30-50min；
(3)继续升温至900-950℃，保温活化40-60min，活化结束后在氮气保护下自然冷却，然后置于70-90℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得含氮活性碳纤维。
2.根据权利要求1所述的一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛为经过硅烷偶联剂表面处理过的纳米二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，其特征在于，所述纳米氧化锌的粒径为20-50nm。
4.根据权利要求1所述的一种防腐抗老化电缆保护管合金钢材料，其特征在于，所述混合稀土金属为富铈混合稀土金属和富钇混合稀土金属的复配物，其中，富镧混合稀土金属和富钇混合稀土金属的质量配比为1：(0.8-1.2)。
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