CN115418581B - 一种用于制备渔坠的钨合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：钨粉25‑35份、铬粉0.55‑1.0份、锡粉0.1‑0.5份、铜粉0.1‑0.3份、双向调节剂0.1‑0.2份、碳化钛晶须0.1‑0.3份、硅酸铝纤维0.1‑0.2份。本发明以钨粉、钨粉和锡粉等合金原料作为主剂，通过配合添加碳化钛晶须，增强产品的强度、韧性性能、而硅酸铝纤维的加入能够对产品的抗拉强度进一步增强，但产品的韧性性能下降，因而通过双向调节剂进行辅助配合，从而实现强度、韧性双向调节功能，进而提高产品的强度、韧性相协调增强。

Description

一种用于制备渔坠的钨合金材料
技术领域
本发明涉及渔坠合金材料技术领域，具体涉及一种用于制备渔坠的钨合金材料。
背景技术
渔坠的作用主要是凭借钓者的投掷力量带动饵钩远投，并将其固定在欲钓水域的某个水深层次。主要品种有海竿坠、手竿坠和抛砣法重坠。而钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。
现有的钨合金应用在渔坠材料上，产品韧性、强度性能差，渔坠产品抛落到地面上易损坏，影响产品的寿命，基于此，本发明产品进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于制备渔坠的钨合金材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉25-35份、铬粉0.55-1.0份、锡粉0.1-0.5份、铜粉0.1-0.3份、双向调节剂0.1-0.2份、碳化钛晶须0.1-0.3份、硅酸铝纤维0.1-0.2份。
优选地，所述用于制备渔坠的钨合金材料为以下重量份原料：
钨粉30份、铬粉0.75份、锡粉0.3份、铜粉0.2份、双向调节剂0.15份、碳化钛晶须0.2份、硅酸铝纤维0.15份。
优选地，所述双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2-3倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.0-11.0，继续以恒定转速搅拌45-55min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2-3倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量5-10%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
优选地，所述搅拌处理的转速为300-500r/min；搅拌时间为1-2h，搅拌温度为85-95℃。
优选地，所述复合改性处理的反应温度为70-90℃，反应转速为600-800r/min，反应时间为55-75min。
优选地，所述柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2-3倍的盐酸溶液中静置处理35-45min，静置温度为75-85℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗1-3次，得到柔化石墨烯。
优选地，所述热柔化处理以1-3℃/min的速率将石墨烯升温至150-160℃，随后空冷至110-120℃，继续保温10-20min，再自然空冷至室温。
优选地，所述盐酸溶液的质量分数为1-5%。
优选地，所述碳化钛晶须的直径为0.5-0.7um，长度为100-150um。
优选地，所述硅酸铝纤维的平均直径为0.1-0.3um，长度为50-70mm，比表面积为0.2-0.5m/g。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明以钨粉、钨粉和锡粉等合金原料作为主剂，通过配合添加碳化钛晶须，增强产品的强度、韧性性能、而硅酸铝纤维的加入能够对产品的产品的抗拉强度进一步增强，但产品的韧性性能下降，因而通过双向调节剂进行辅助配合，从而实现强度、韧性双向调节功能，进而提高产品的强度、韧性相协调增强；双向调节剂改性中添加柔化石墨烯，可对产品的抗拉强度起到变差效果，而冲击韧性具有显著改进，而钛酸铋未采用多巴胺改性，冲击韧性、抗拉强度均有显著降低效果，通过添加双向调节剂改性，对冲击韧性、抗拉强度可实现双向调节，从而提高二者的协调改进效果；柔化石墨烯采用盐酸处理后，能够提高产品的改进效果，配合热柔化处理，产品的性能可进一步的得到改进。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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。
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉25-35份、铬粉0.55-1.0份、锡粉0.1-0.5份、铜粉0.1-0.3份、双向调节剂0.1-0.2份、碳化钛晶须0.1-0.3份、硅酸铝纤维0.1-0.2份。
本实施例的用于制备渔坠的钨合金材料为以下重量份原料：
钨粉30份、铬粉0.75份、锡粉0.3份、铜粉0.2份、双向调节剂0.15份、碳化钛晶须0.2份、硅酸铝纤维0.15份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2-3倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.0-11.0，继续以恒定转速搅拌45-55min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2-3倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量5-10%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为300-500r/min；搅拌时间为1-2h，搅拌温度为85-95℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为70-90℃，反应转速为600-800r/min，反应时间为55-75min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2-3倍的盐酸溶液中静置处理35-45min，静置温度为75-85℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗1-3次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以1-3℃/min的速率将石墨烯升温至150-160℃，随后空冷至110-120℃，继续保温10-20min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为1-5%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.5-0.7um，长度为100-150um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.1-0.3um，长度为50-70mm，比表面积为0.2-0.5m/g。
实施例1.
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉25份、铬粉0.55份、锡粉0.1份、铜粉0.1份、双向调节剂0.1份、碳化钛晶须0.1份、硅酸铝纤维0.1份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.0，继续以恒定转速搅拌45min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量5%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为300r/min；搅拌时间为1h，搅拌温度为85℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为70℃，反应转速为600r/min，反应时间为55min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2倍的盐酸溶液中静置处理35min，静置温度为75℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗1次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以1℃/min的速率将石墨烯升温至150℃，随后空冷至110℃，继续保温10min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为1%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.5um，长度为100um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.1um，长度为50mm，比表面积为0.2m/g。
实施例2.
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉35份、铬粉1.0份、锡粉0.5份、铜粉0.3份、双向调节剂0.2份、碳化钛晶须0.3份、硅酸铝纤维0.2份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到3倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至11.0，继续以恒定转速搅拌55min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量3倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量10%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为500r/min；搅拌时间为2h，搅拌温度为95℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为90℃，反应转速为800r/min，反应时间为75min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到3倍的盐酸溶液中静置处理45min，静置温度为85℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗3次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以3℃/min的速率将石墨烯升温至160℃，随后空冷至120℃，继续保温20min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为5%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.7um，长度为150um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.3um，长度为70mm，比表面积为0.5m/g。
实施例3.
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉30份、铬粉0.75份、锡粉0.3份、铜粉0.2份、双向调节剂0.15份、碳化钛晶须0.2份、硅酸铝纤维0.15份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2.5倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.5，继续以恒定转速搅拌50min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2.5倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量7.5%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为400r/min；搅拌时间为1.5h，搅拌温度为90℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为80℃，反应转速为700r/min，反应时间为60min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2.5倍的盐酸溶液中静置处理40min，静置温度为80℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗2次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以2℃/min的速率将石墨烯升温至155℃，随后空冷至115℃，继续保温15min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为3%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.6um，长度为125um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.2um，长度为60mm，比表面积为0.35m/g。
实施例4.
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉26份、铬粉0.6份、锡粉0.2份、铜粉0.12份、双向调节剂0.12份、碳化钛晶须0.13份、硅酸铝纤维0.12份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2.5倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.2，继续以恒定转速搅拌47min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2.2倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量6%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为350r/min；搅拌时间为1.2h，搅拌温度为87℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为75℃，反应转速为650r/min，反应时间为60min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2.2倍的盐酸溶液中静置处理36min，静置温度为76℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗2次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以1.2℃/min的速率将石墨烯升温至155℃，随后空冷至112℃，继续保温13min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为2%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.55um，长度为110um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.12um，长度为55mm，比表面积为0.3m/g。
实施例5.
本实施例的一种用于制备渔坠的钨合金材料，包括以下重量份原料：
钨粉33份、铬粉0.9份、锡粉0.4份、铜粉0.2份、双向调节剂0.18份、碳化钛晶须0.28份、硅酸铝纤维0.18份。
本实施例的双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到3倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.5，继续以恒定转速搅拌52min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2.5倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量8%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂。
本实施例的搅拌处理的转速为450r/min；搅拌时间为1.8h，搅拌温度为93℃。
本实施例的复合改性处理的反应温度为85℃，反应转速为750r/min，反应时间为74min。
本实施例的柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2.8倍的盐酸溶液中静置处理42min，静置温度为83℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗3次，得到柔化石墨烯。
本实施例的热柔化处理以2.8℃/min的速率将石墨烯升温至158℃，随后空冷至118℃，继续保温18min，再自然空冷至室温。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为4%。
本实施例的碳化钛晶须的直径为0.6um，长度为145um。
本实施例的硅酸铝纤维的平均直径为0.38um，长度为65mm，比表面积为0.45m/g。
对比例1.
与实施例3不同是未添加碳化钛晶须。
对比例2.
与实施例3不同是未添加硅酸铝纤维。
对比例3.
与实施例3不同是未添加碳化钛晶须和硅酸铝纤维。
对比例4.
与实施例3不同是双向调节剂改性中未添加柔化石墨烯。
对比例5.
与实施例3不同是钛酸铋未采用多巴胺改性。
对比例6.
与实施例3不同是未添加双向调节剂改性。
实施例1-5及对比例1-6产品性能测试如下：
Figure 820080DEST_PATH_IMAGE001
从实施例1-5及对比例1-6可看出，对比例4中，本发明未添加碳化钛晶须，冲击韧性、强度性能均下降；未添加硅酸铝纤维，冲击韧性得到改进，而强度性能下降；通过配合添加碳化钛晶须和硅酸铝纤维，产品的冲击韧性、强度性能略微改进；
双向调节剂改性中未添加柔化石墨烯，抗拉强度提高到1425MPa，而冲击韧性降低到392J/cm，可知柔化石墨烯对产品的冲击韧性具有显著改进，而抗拉强度性能得到下降；
而钛酸铋未采用多巴胺改性，冲击韧性、抗拉强度均有显著降低效果，通过添加双向调节剂改性，对冲击韧性、抗拉强度可实现双向调节，从而提高二者的协调改进效果。
本实验例中柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2.8倍的盐酸溶液中静置处理42min，静置温度为83℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗3次，得到柔化石墨烯。
热柔化处理以2.8℃/min的速率将石墨烯升温至158℃，随后空冷至118℃，继续保温18min，再自然空冷至室温。
本发明对柔化石墨烯作进一步的探究处理。
实验例1
与实施例3产品原料相同，唯有不同是柔化石墨烯未采用盐酸溶液处理。
实验例2
与实施例3产品原料相同，唯有不同是柔化石墨烯采用158℃温度恒定处理，未采用本发明的速率升温、再空冷处理。
实验例3
与实施例3产品原料相同，唯有不同是柔化石墨烯采用醋酸溶液浸泡处理。
Figure 160057DEST_PATH_IMAGE002
从实施例1-3可看出，柔化石墨烯未采用盐酸溶液处理产品的冲击韧性、抗拉强度具有下降趋势，而改为柔化石墨烯采用醋酸溶液浸泡处理，与未采用柔化石墨烯采用醋酸溶液浸泡处理，二者性能相差不大，可知，醋酸改性效果不好；
同时柔化石墨烯采用158℃温度恒定处理，未采用本发明的速率升温、再空冷处理，产品的冲击韧性、抗拉强度下降，基于此，柔化石墨烯的改性对产品的性能具有增强效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
钨粉25-35份、铬粉0.55-1.0份、锡粉0.1-0.5份、铜粉0.1-0.3份、双向调节剂0.1-0.2份、碳化钛晶须0.1-0.3份、硅酸铝纤维0.1-0.2份；所述双向调节剂的制备方法为：
S1：将钛酸铋加入到2-3倍的质量分数10%的多巴胺盐酸溶液中进行搅拌处理，然后再调节溶液pH至10.0-11.0，继续以恒定转速搅拌45-55min，反应结束，得到多巴胺改性钛酸铋；
S2：将多巴胺改性钛酸铋、柔化石墨烯按照重量比3:1混合，送入到多巴胺改性钛酸铋总量2-3倍的乙醇溶剂中，然后再加入多巴胺改性钛酸铋总量5-10%的海藻酸钠，进行复合改性处理，处理结束，水洗、干燥得到双向调节剂；
所述复合改性处理的反应温度为70-90℃，反应转速为600-800r/min，反应时间为55-75min；
所述柔化石墨烯的柔化方法为：
将石墨烯先送入到2-3倍的盐酸溶液中静置处理35-45min，静置温度为75-85℃，静置结束，水洗、干燥；然后热柔化处理，处理结束，采用乙醇水洗1-3次，得到柔化石墨烯；
所述热柔化处理以1-3℃/min的速率将石墨烯升温至150-160℃，随后空冷至110-120℃，继续保温10-20min，再自然空冷至室温。
2.根据权利要求1所述一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，所述用于制备渔坠的钨合金材料为以下重量份原料：
钨粉30份、铬粉0.75份、锡粉0.3份、铜粉0.2份、双向调节剂0.15份、碳化钛晶须0.2份、硅酸铝纤维0.15份。
3.根据权利要求1所述一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，所述搅拌处理的转速为300-500r/min；搅拌时间为1-2h，搅拌温度为85-95℃。
4.根据权利要求1所述一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为1-5%。
5.根据权利要求1所述一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，所述碳化钛晶须的直径为0.5-0.7μm，长度为100-150μm。
6.根据权利要求1所述一种用于制备渔坠的钨合金材料，其特征在于，所述硅酸铝纤维的平均直径为0.1-0.3μm，长度为50-70mm，比表面积为0.2-0.5m2/g。
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