一种海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金新材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合金材料，特别是涉及一种海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料。
【背景技术】
[0002]纳米碳化娃(SiC)是一种通过一定的技术条件，在普通碳化娃(SiC)材料的基础上制备出的一种纳米材料。纳米碳化娃(SiC)具有纯度高、粒径小、分布均勾、比表面积大、高表面活性、松装密度低，极好的力学、热学、电学和化学性能，即具有高硬度、高耐磨性和良好的自润滑、高热传导率、低热膨胀系数及高温强度大等特点。
[0003]国标铜合金(ZCuSn10Pb5)材料是一种多用途的锡铅青铜材料，由于其具有很好的耐腐蚀性，特别是对稀硫酸、盐酸和脂肪酸的耐腐蚀性高，因此主要用于如制造耐蚀、耐酸的配件以及破碎机的衬套、轴瓦等。但是由于铜合金(ZCuSnwPb5)材料相应的性能较低(抗拉强度彡245MPa,硬度彡70HBW)，严重限制了该材料在耐腐蚀性的海洋工程中的应用，现阶段只有在相应的工程用平台搭建中得到使用，而在海水中耐腐蚀的起重机械方面难以应用。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种更高强度、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料，延长在海洋工程起重设备中的使用。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]—种海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料，合金材料的成分包含纳米级碳化硅(SiC)和铜合金(ZCuSnwPb5),其中，合金材料的各成分组成按体积百分比分别为:纳米级碳化硅(SiC):2.5-4.5%，铜合金(ZCuSn10Pb5):95.5-97.5%。
[0007]进一步地，合金材料的各成分组成按体积百分比分别为:纳米级碳化硅(SiC):2.7-4.3%，铜合金(ZCuSn10Pb5):95.7-97.3%0
[0008]进一步地，纳米级碳化娃(SiC)的粒径在100 μ m-200 μ m范围内。
[0009]进一步地，铜合金(ZCuSn10Pb5)按照国标GB/T 1176-2013的标准制得。
[0010]—种上述海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料的制备方法，包含以下步骤:
[0011]步骤1:将电解铜、铅锭，锡锭按照重量比例放入电炉中熔炼；
[0012]步骤2:采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金(ZCuSn10Pb5)液体进行成分检测；
[0013]步骤3:将纳米级碳化娃(SiC)粉体放入检验合格的铜合金(ZCuSn1()Pb5)液体的表面，开启工频电炉的震动装置并用石墨棒进行搅拌以均匀混合，然后进一步升高温度到保持温度并在保持温度下保持；
[0014]步骤4:保温与铸造，将熔炼完成的合金材料进行保温，采用连续铸造的方式将合金材料铸造成合金材料板材；
[0015]步骤5:将铸造完成的合金材料板材进行表面车加工处理，并按照出厂标准包装。
[0016]进一步地，步骤I中的熔炼温度为1100°C -1200°C，熔炼时间为3-3.5小时。
[0017]进一步地，步骤3中的保持温度为1200°C _1250°C，保持时间为30-35分钟。
[0018]进一步地，步骤4中的保温时间为25-30分钟，铸造温度为1300°C _1350°C。
[0019]本发明的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料，将纳米碳化硅(SiC)材料通过一定的技术手段均匀分布在现有的铜合金(ZCuSnwPb5)材料中，利用纳米级碳化硅(SiC)高硬度、高耐磨性和良好的自润滑及高温强度大的性能，实现铜合金(ZCuSnwPb5)材料的性能的进一步提升。本发明的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料具有比现有的铜合金(ZCuSnwPb5)材料更高的强度、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性，从而延长在海洋工程起重设备中的使用。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]本发明提供的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料，合金材料的成分包含纳米级碳化娃(SiC)和铜合金(ZCuSn1()Pb5)，其中，合金材料的各成分组成按体积百分比分别为:纳米级碳化硅(SiC):2.5-4.5%，铜合金(ZCuSnwPb5):95.5-97.5%。纳米级碳化硅(SiC)是通过已知的方法制得，纳米级碳化娃(SiC)的粒径在100 μ m-200 μ m范围内。铜合金(ZCuSn10Pb5)的铸造是按照国标GB/T 1176-2013的标准。
[0022]本发明提供的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料的制备，包含以下步骤:
[0023]步骤1:按照国标GB/T 1176-2013的标准及铜合金(ZCuSn10Pb5)的化学成分要求将电解铜、铅锭、锡锭按照重量比例放入电炉中熔炼，熔炼期间根据熔炉的体积大小控制铜合金(ZCuSn10Pb5)液体体积在熔炉体积的90%以下，熔炼温度为1100°C _1200°C，熔炼时间为3-3.5小时。
[0024]步骤2:采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金(ZCuSn10Pb5)液体进行成分检测，以确定铜合金(ZCuSn1()Pb5)液体的化学成分在国标要求范围之内。
[0025]步骤3:将纳米级碳化娃(SiC)粉体放入检验合格的铜合金(ZCuSn1QPb5)液体的表面，开启工频电炉的震动装置并用石墨棒进行搅拌以均匀混合，进一步升高温度到12000C -1250°C并保持 30-35 分钟。
[0026]步骤4:保温与铸造，将熔炼完成的合金材料保温25-30分钟，采用连续铸造的方式将合金材料铸造成合金材料板材，铸造温度为1300°C -1350°C。
[0027]步骤5:将铸造完成的合金材料板材进行表面车加工处理，并按照出厂标准包装。
[0028]实施例一:
[0029]按体积百分比为:纳米级碳化硅(SiC):2.5%，铜合金(ZCuSnwPb5):97.5%准备原料。其中纳米级碳化娃(SiC)是通过已知的方法制得，纳米级碳化娃(SiC)的粒径为10ym0铜合金(ZCuSn10Pb5)的铸造是按照国标GB/T 1176-2013的标准。
[0030]首先，按照国标GB/T 1176-2013的标准及铜合金(ZCuSn10Pb5)的化学成分要求将电解铜、铅锭、锡锭按照重量比例放入电炉中熔炼，熔炼期间根据熔炉的体积大小控制铜合金(ZCuSnwPb5)液体体积在熔炉体积的90%以下，熔炼温度为1200°C，熔炼时间为3.5小时。
[0031]接着，采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金(ZCuSnwPb5)液体进行成分检测，以确定铜合金(ZCuSn1()Pb5)液体的化学成分在国标要求范围之内。
[0032]接着，将纳米级碳化娃(SiC)粉体放入检验合格的铜合金(ZCuSn1QPb5)液体的表面，开启工频电炉的震动装置并用石墨棒进行搅拌以均匀混合，进一步升高温度到1250°C并保持35分钟。
[0033]接着，保温与铸造，将熔炼完成的合金材料保温30分钟，采用连续铸造的方式将合金材料铸造成合金材料板材，铸造温度为1350°C。
[0034]最后，将铸造完成的合金材料板材进行表面车加工处理，并按照出厂标准包装。
[0035]制备的海洋工程起重设备用高强度耐腐蚀合金材料的强度为406MPa、硬度为128HBW，并且耐磨性以及耐腐蚀性分别高于现有的铜合金(ZCuSn10Pb5)材料，因此延长在海洋工程起重设备中的使用。
[0036]实施例二:
[0037]按体积百分比为:纳米级碳化硅(SiC):2.7%，铜合金(ZCuSnwPb5):97.3%准备原料。其中纳米级碳化娃(SiC)是通过已知的方法制得，纳米级碳化娃(SiC)的粒径为120 μπι。铜合金(ZCuSn10Pb5)的铸造是按照国标GB/T 1176-2013的标准。
[0038]首先，按照国标GB/T 1176-2013的标准及铜合金(ZCuSn10Pb5)的化学成分要求将电解铜、铅锭、锡锭按照重量比例放入电炉中熔炼，熔炼期间根据熔炉的体积大小控制铜合金(ZCuSnwPb5)液体体积在熔炉体积的90%以下，熔炼温度为1180°C，熔炼时间为3.4小时。
[0039]接着，采用斯派克直读光谱仪对熔炼完成的铜合金(ZCuSnwPb5)液体进行成分检测，以确定铜合金(ZCuSn1()Pb5)液体的化学成分在国标要求范围之内。
[0040]接着，将纳米级碳化娃(SiC)粉体放入检验合格的铜合金(ZCuSn1QPb5)液体的表面，开启工频电炉的震动装置并用石墨棒进行搅拌以均匀混合，进一步升高温度到1240°C并保持34分钟。
[0041]接着，保温与铸造，将熔炼完成的