CN108943908A - 一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法，包括金属本体，所述金属本体包括基层、抗氧化层、人造纤维层、有机高分子材料层和镀锌层，所述抗氧化层为镍基合金，所述人造纤维层为黏胶纤维，所述有机高分子材料层为有机玻璃，该发明，将选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热；采用熔模铸造将该耐腐蚀复合金属材料注入到模具中，由该模具形成某金属部件，并对其进行检测，合格的产品则可以进行使用或者入库；得到的金属材料耐磨性、强度和韧性更好。

Description

一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合金属材料技术领域，具体为一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法。
背景技术
金属复合材料，是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域。金属复合材料，是指利用复合技术或多种、化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，因而被广泛应用到产品广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药等工业领域。
现有的复合金属材料的耐腐蚀性比较差，因此设计一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种耐腐蚀复合金属材料，包括金属本体，所述金属本体包括基层、抗氧化层、隔热层、人造纤维层、有机高分子材料层和镀锌层，所述抗氧化层为镍基合金，所述隔热层为镀铝聚酰亚胺薄膜，所述人造纤维层为黏胶纤维，所述有机高分子材料层为有机玻璃，所述基层占金属本体重量的38-52％，所述抗氧化层占金属本体重量的8-10％，所述隔热层占金属本体重量的5-8％，所述人造纤维层占金属本体重量的9-15％，所述有机高分子材料层占金属本体重量的10-20％，所述镀锌层占金属本体重量的7-9％。
一种耐腐蚀复合金属材料制备方法,包括步骤一，原料选取；步骤二，金属融化混合；步骤三，熔模铸造；步骤四，检测入库，
在所述步骤一中，按体积比为：轻质合金颗粒50％，镍基合金颗粒9％，镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒7％，黏胶纤维颗粒11％，有机玻璃颗粒15％，镀锌材料颗粒8％，选取原料；
在所述步骤二中，将步骤一中选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热，并将融化后的混合料进行过滤，除去杂质；
在所述步骤三中，熔模铸造包括，1)，母模制作；2)压型制作：3)蜡模制作；4)型壳制作；5)脱蜡；6)焙烧和造型；7)浇注；8)脱壳；
1)母模制作，母模是铸件的基本模样，用于制造压型，可根据设计方案用是适当的料制作母模；
2)压型制作，压型是制造蜡模的特殊铸型，可采用易熔合金、石膏或硅橡胶制作，用硅橡胶制作压型，将母模均匀的刷上压型常用钢或铝合金加工而成，小批量时层硅橡胶，然后贴一层纱布，如此反复五六次，视铸件的大小决定，外层用石膏固定，待硅橡胶模固化后，取出母模，即翻制得硅橡胶模压型；
3)蜡模制作，制造蜡模的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用50％石蜡和硬脂酸的混合料，将熔化好的蜡料倒入压型内，同时不断的翻转压型，使蜡料均匀形成蜡模，待蜡料冷却后便可从压型中取出，修毛刺后即得蜡模；批量生产时则将多个蜡模组装成蜡模组，使用蜡棒粘接蜡模制作浇主流道，浇注流道要有浇主口和出口；
4)型壳制作，在蜡模上均匀地刷一层耐火涂料，洒一层耐火砂，使之硬化成壳，如此反复涂三四次，便形成具有一定厚度的由耐火材料构成的型壳；
5)脱蜡，将制作好的型壳放入炉中烘烤，使蜡模熔化流出并回收，从而得到一个中空的型壳；
6)焙烧和造型，将型壳进行高温焙烧，以增加型壳强度；
7)浇注，将步骤二中融化混合后的混合金属液，浇注到型壳中；
8)脱壳，待金属液冷却后，去除型壳，切去浇口，清理毛刺，获得成品；
在所述步骤四中，将步骤三中获得的成品进行检测，将合格的产品进行存储，不合格的报废。
根据上述技术方案，所述基层为轻质合金，轻质合金包括铜、铝和银。
根据上述技术方案，所述镀锌层的厚度为1-5000nm。
根据上述技术方案，所述基层占金属本体重量的50％，所述抗氧化层占金属本体重量的9％，所述隔热层占金属本体重量的7％，所述人造纤维层占金属本体重量的11％，所述有机高分子材料层占金属本体重量的15％，所述镀锌层占金属本体重量的8％。
根据上述技术方案，所述焙烧和造型中，为进一步提高型壳强度，防止浇主时型壳变形或破裂，可将型壳放在箱体中，周围用千砂填充。
根据上述技术方案，所述步骤二中加热搅拌的时间为3个小时。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，将选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热；采用熔模铸造将该耐腐蚀复合金属材料注入到模具中，由该模具形成某金属部件，并对其进行检测，合格的产品则可以进行使用或者入库；得到的金属材料耐磨性、强度和韧性更好。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体立流程图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图中：1、金属本体；11、基层；12、抗氧化层；13、隔热层；14、人造纤维层；15、有机高分子材料层；16、镀锌层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种耐腐蚀复合金属材料，包括金属本体1，金属本体1包括基层11、抗氧化层12、隔热层13、人造纤维层14、有机高分子材料层15和镀锌层16，抗氧化层12为镍基合金，隔热层13为镀铝聚酰亚胺薄膜，人造纤维层14为黏胶纤维，有机高分子材料层15为有机玻璃，基层11占金属本体1重量的38-52％，抗氧化层12占金属本体1重量的8-10％，隔热层13占金属本体1重量的5-8％，人造纤维层14占金属本体1重量的9-15％，有机高分子材料层15占金属本体1重量的10-20％，镀锌层16占金属本体1重量的7-9％。
一种耐腐蚀复合金属材料制备方法,包括步骤一，原料选取；步骤二，金属融化混合；步骤三，熔模铸造；步骤四，检测入库，
在步骤一中，按体积比为：轻质合金颗粒50％，镍基合金颗粒9％，镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒7％，黏胶纤维颗粒11％，有机玻璃颗粒15％，镀锌材料颗粒8％，选取原料；
在步骤二中，将步骤一中选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热，并将融化后的混合料进行过滤，除去杂质；
在步骤三中，熔模铸造包括，1)，母模制作；2)压型制作：3)蜡模制作；4)型壳制作；5)脱蜡；6)焙烧和造型；7)浇注；8)脱壳；
1)母模制作，母模是铸件的基本模样，用于制造压型，可根据设计方案用是适当的料制作母模；
2)压型制作，压型是制造蜡模的特殊铸型，可采用易熔合金、石膏或硅橡胶制作，用硅橡胶制作压型，将母模均匀的刷上压型常用钢或铝合金加工而成，小批量时层硅橡胶，然后贴一层纱布，如此反复五六次，视铸件的大小决定，外层用石膏固定，待硅橡胶模固化后，取出母模，即翻制得硅橡胶模压型；
3)蜡模制作，制造蜡模的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用50％石蜡和硬脂酸的混合料，将熔化好的蜡料倒入压型内，同时不断的翻转压型，使蜡料均匀形成蜡模，待蜡料冷却后便可从压型中取出，修毛刺后即得蜡模；批量生产时则将多个蜡模组装成蜡模组，使用蜡棒粘接蜡模制作浇主流道，浇注流道要有浇主口和出口；
4)型壳制作，在蜡模上均匀地刷一层耐火涂料，洒一层耐火砂，使之硬化成壳，如此反复涂三四次，便形成具有一定厚度的由耐火材料构成的型壳；
5)脱蜡，将制作好的型壳放入炉中烘烤，使蜡模熔化流出并回收，从而得到一个中空的型壳；
6)焙烧和造型，将型壳进行高温焙烧，以增加型壳强度；
7)浇注，将步骤二中融化混合后的混合金属液，浇注到型壳中；
8)脱壳，待金属液冷却后，去除型壳，切去浇口，清理毛刺，获得成品；
在步骤四中，将步骤三中获得的成品进行检测，将合格的产品进行存储，不合格的报废。
根据上述技术方案，基层11为轻质合金，轻质合金包括铜、铝和银，便于增加金属材料的耐腐蚀性。
根据上述技术方案，镀锌层16的厚度为1-5000nm，便于增加金属材料的耐腐蚀性。
根据上述技术方案，基层11占金属本体1重量的50％，抗氧化层12占金属本体1重量的9％，隔热层13占金属本体1重量的7％，人造纤维层14占金属本体1重量的11％，有机高分子材料层15占金属本体1重量的15％，镀锌层16占金属本体1重量的8％，便于选取原料。
根据上述技术方案，焙烧和造型中，为进一步提高型壳强度，防止浇主时型壳变形或破裂，可将型壳放在箱体中，周围用千砂填充，便于使用。
根据上述技术方案，步骤二中加热搅拌的时间为3个小时，便于混合更加均匀。
工作原理：按体积比为：轻质合金颗粒50％，镍基合金颗粒9％，镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒7％，黏胶纤维颗粒11％，有机玻璃颗粒15％，镀锌材料颗粒8％，选取原料，将选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热；采用熔模铸造将该耐腐蚀复合金属材料注入到模具中，由该模具形成某金属部件，并对其进行检测，合格的产品则可以进行使用或者入库。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐腐蚀复合金属材料，包括金属本体(1)，其特征在于：所述金属本体(1)包括基层(11)、抗氧化层(12)、隔热层(13)、人造纤维层(14)、有机高分子材料层(15)和镀锌层(16)，所述抗氧化层(12)为镍基合金，所述隔热层(13)为镀铝聚酰亚胺薄膜，所述人造纤维层(14)为黏胶纤维，所述有机高分子材料层(15)为有机玻璃，所述基层(11)占金属本体(1)重量的38-52％，所述抗氧化层(12)占金属本体(1)重量的8-10％，所述隔热层(13)占金属本体(1)重量的5-8％，所述人造纤维层(14)占金属本体(1)重量的9-15％，所述有机高分子材料层(15)占金属本体(1)重量的10-20％，所述镀锌层(16)占金属本体(1)重量的7-9％。
2.一种耐腐蚀复合金属材料制备方法,包括步骤一，原料选取；步骤二，金属融化混合；步骤三，熔模铸造；步骤四，检测入库，其特征在于：
在所述步骤一中，按体积比为：轻质合金颗粒50％，镍基合金颗粒9％，镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒7％，黏胶纤维颗粒11％，有机玻璃颗粒15％，镀锌材料颗粒8％，选取原料；
在所述步骤二中，将步骤一中选取的轻质合金颗粒放入熔炉中进行加热搅拌，加热到固态和液态共存的时候，向其中再加入镍基合金颗粒、镀铝聚酰亚胺薄膜颗粒、黏胶纤维颗粒、有机玻璃颗粒和镀锌材料颗粒以及催化剂进行搅拌混合加热，并将融化后的混合料进行过滤，除去杂质；
在所述步骤三中，熔模铸造包括，1)，母模制作；2)压型制作：3)蜡模制作；4)型壳制作；5)脱蜡；6)焙烧和造型；7)浇注；8)脱壳；
1)母模制作，母模是铸件的基本模样，用于制造压型，可根据设计方案用是适当的料制作母模；
2)压型制作，压型是制造蜡模的特殊铸型，可采用易熔合金、石膏或硅橡胶制作，用硅橡胶制作压型，将母模均匀的刷上压型常用钢或铝合金加工而成，小批量时层硅橡胶，然后贴一层纱布，如此反复五六次，视铸件的大小决定，外层用石膏固定，待硅橡胶模固化后，取出母模，即翻制得硅橡胶模压型；
3)蜡模制作，制造蜡模的材料有石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等，常用50％石蜡和硬脂酸的混合料，将熔化好的蜡料倒入压型内，同时不断的翻转压型，使蜡料均匀形成蜡模，待蜡料冷却后便可从压型中取出，修毛刺后即得蜡模；批量生产时则将多个蜡模组装成蜡模组，使用蜡棒粘接蜡模制作浇主流道，浇注流道要有浇主口和出口；
4)型壳制作，在蜡模上均匀地刷一层耐火涂料，洒一层耐火砂，使之硬化成壳，如此反复涂三四次，便形成具有一定厚度的由耐火材料构成的型壳；
5)脱蜡，将制作好的型壳放入炉中烘烤，使蜡模熔化流出并回收，从而得到一个中空的型壳；
6)焙烧和造型，将型壳进行高温焙烧，以增加型壳强度；
7)浇注，将步骤二中融化混合后的混合金属液，浇注到型壳中；
8)脱壳，待金属液冷却后，去除型壳，切去浇口，清理毛刺，获得成品；
在所述步骤四中，将步骤三中获得的成品进行检测，将合格的产品进行存储，不合格的报废。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀复合金属材料，其特征在于：所述基层(11)为轻质合金，轻质合金包括铜、铝和银。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀复合金属材料，其特征在于：所述镀锌层(16)的厚度为1-5000nm。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀复合金属材料，其特征在于：所述基层(11)占金属本体(1)重量的50％，所述抗氧化层(12)占金属本体(1)重量的9％，所述隔热层(13)占金属本体(1)重量的7％，所述人造纤维层(14)占金属本体(1)重量的11％，所述有机高分子材料层(15)占金属本体(1)重量的15％，所述镀锌层(16)占金属本体(1)重量的8％。
6.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀复合金属材料制备方法，其特征在于：所述焙烧和造型中，为进一步提高型壳强度，防止浇主时型壳变形或破裂，可将型壳放在箱体中，周围用千砂填充。
7.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀复合金属材料制备方法，其特征在于：所述步骤二中加热搅拌的时间为3个小时。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113480152A (zh) * 2021-04-24 2021-10-08 上海琉璃工房琉璃艺术品有限公司 一种脱蜡铸造系统以及铸造工艺

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