一种铁锰金属复合材料的制备方法与流程

文档序号:14984262发布日期:2018-07-20 20:53阅读:739来源:国知局

本发明涉及一种金属复合材料,尤其涉及一种铁锰金属复合材料的制备方法。



背景技术:

常见的金属复合板有:二氧化钛钢复合板、铜钢复合板、二氧化钛锌复合板、二氧化钛锰复合板、锰钢复合板、铜铝复合板、锰铜复合板等。

国家产业政策的支持、较高的技术壁垒、产业升级的需求拉动为行业的发展提供了广阔空间。金属复合板是在一层金属上覆以另外一种金属的板子,已达到在不降低使用效果(防腐性能、机械强度等)的前提下节约资源、降低成本的效果。

直接轧制法是生产金属复合板的一种较普遍的方法,它又可分为热轧复合法、冷轧复合法、异步轧制复合法及真空轧制复合法。

热轧复合法是将复材和基材重叠,周围焊接,通过热轧使复材与基材结合在一起的方法。在剪切变形力的作用下,两种金属间的接触表面十分类似于粘滞流体,更趋向于流体特性。一旦新生金属表面出现,它们便产生粘着摩擦行为,有利于接触表面问金属的固着,以固着点为基础(或核心),在高温热激活条件下形成稳定的热扩散,从而实现金属间的焊接结合。

由于异质金属复合材料的性能功能化和较低的成本及应用范围广泛,提高了传统金属复合材料的发展潜力。随着国家环保产业政策实施力度的加强,稀有金属复合材料在电力烟气脱硫设备的应用持续增长,同时化工行业的投资国产化程度大大加快,也为稀有金属材料的发展提供了良好发展机遇。

通常人们把等辊径等辊速冷轧复合法简称冷轧复合法。20世纪50年代由美国首先开始研究,提出了以“表面处理+冷轧复合+扩散退火”的三步法生产工艺。与热轧复合法相比,冷轧复合时的首道次变形量更大,一般要达到60%~70%,甚至更高。冷轧复合凭借大的压下量,冷轧重叠的二层或多层金属,使它们产生原子结合或榫扣嵌合,并随后通过扩散退火,使之强化。

金属复合板是利用各种复合技术将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。通过合适的材料选择及合理的结构设计,金属复合板能够极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、韧性、耐磨损性、耐腐蚀性、电性能、磁性能等诸多性能,因而被广泛地应用到石油、化工、船舶、冶金、电力、水利、交通、环保、食品、制药等工业领域。金属复合板除了具有结构性和功能性的特征之外,还可以节省贵金属的使用,显著降低各种装备材料的成本。



技术实现要素:

本发明提供一种铁锰金属复合材料的制备方法,解决现有金属复合材料强度低、腐蚀率高、耐热温度低和硬度低等技术问题。

本发明采用以下技术方案:一种铁锰金属复合材料的制备方法,步骤为:

第一步:按照组份的质量份数配比称取铁100份、萤石1-5份、三氧化二铝15-55份、固化剂0.5-4.5份、锰60-80份、硫醇丁基锡2-8份、二氧化钛8-12份、二氧化硅1-5份、mbs15-35份、炭黑40-60份、abs10-30份、硬脂酸2-8份、epp20-30份、白油2-20份、硬脂酸锌8-12份;

第二步:将铁、二氧化钛、三氧化二铝和锰投入破碎机中破碎,破碎后的产物投入粉碎机中粉碎,粉碎后过100-200目筛,然后投入干燥机中干燥;

第三步:将萤石、硫醇丁基锡、mbs、炭黑和abs投入带有加热器、温度计和搅拌器的反应釜中,升温至60-80℃,搅拌35-55min,加入剩余材料,升温至120-160℃,继续搅拌80-100min,布置热固性树脂层;

第四步:在热固性树脂层上表面依次沉积二氧化钛和铁,在在热固性树脂层上表面依次沉积三氧化二铝和锰,沉积完成后投入煅烧炉中,煅烧炉抽真空后充入氦气,升温至450-850℃下煅烧即得。

作为本发明的一种优选技术方案:所述原料按照组份的质量份数配比包括如下:铁100份、萤石1份、三氧化二铝15份、固化剂0.5份、锰60份、硫醇丁基锡2份、二氧化钛8份、二氧化硅1份、mbs15份、炭黑40份、abs10份、硬脂酸2份、epp20份、白油2份、硬脂酸锌8份。

作为本发明的一种优选技术方案:所述原料按照组份的质量份数配比包括如下:铁100份、萤石5份、三氧化二铝55份、固化剂4.5份、锰80份、硫醇丁基锡8份、二氧化钛12份、二氧化硅5份、mbs35份、炭黑60份、abs30份、硬脂酸8份、epp30份、白油20份、硬脂酸锌12份。

作为本发明的一种优选技术方案:所述原料按照组份的质量份数配比包括如下:铁100份、萤石3份、三氧化二铝35份、固化剂2.5份、锰70份、硫醇丁基锡5份、二氧化钛10份、二氧化硅3份、mbs25份、炭黑50份、abs20份、硬脂酸5份、epp25份、白油10份、硬脂酸锌10份。

作为本发明的一种优选技术方案:所述第二步中的干燥温度为65-80℃,干燥时间为40-60min。

作为本发明的一种优选技术方案:所述第三步中的搅拌速度均为200-400r/min。

作为本发明的一种优选技术方案:所述固化剂为过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酸叔丁酯。

本发明所述一种铁锰金属复合材料的制备方法采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:1、原料来源广泛,强度高,拉伸强度高,弯曲强度高,冲击强度高,具有优异的金属纹理;2、各个组分之间具有协同作用,耐腐蚀性好,耐酸碱腐蚀,耐磨性高达0.0018-0.0022cm3;3、各个组分之间产生协同作用,亮度高,耐热温度高,耐800-1200℃高温,断裂伸长率高;4、硬度高,耐低温性能好,在-100℃下正常使用,使用方便,成本低廉,工艺简单,可以广泛使用。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明:

实施例1:

第一步:按质量份数配比称取:铁100份、萤石1份、三氧化二铝15份、过氧化苯甲酰0.5份、锰60份、硫醇丁基锡2份、二氧化钛8份、二氧化硅1份、mbs15份、炭黑40份、abs10份、硬脂酸2份、epp20份、白油2份、硬脂酸锌8份。

第二步:将铁、二氧化钛、三氧化二铝和锰投入破碎机中破碎,破碎后的产物投入粉碎机中粉碎,粉碎后过100目筛,然后投入干燥机中干燥,干燥温度为65℃,干燥时间为40min。

第三步:将萤石、硫醇丁基锡、mbs、炭黑和abs投入带有加热器、温度计和搅拌器的反应釜中,升温至60℃,搅拌35min,加入剩余材料,升温至120℃,继续搅拌80min,搅拌速度均为200r/min,布置热固性树脂层;

第四步:在热固性树脂层上表面依次沉积二氧化钛和铁,在在热固性树脂层上表面依次沉积三氧化二铝和锰,沉积完成后投入煅烧炉中,煅烧炉抽真空后充入氦气,升温至450℃下煅烧即得。

原料来源广泛,强度高,拉伸强度高,弯曲强度高,冲击强度高,具有优异的金属纹理;各个组分之间具有协同作用,耐腐蚀性好,耐酸碱腐蚀,耐磨性高达0.0022cm3;各个组分之间产生协同作用,亮度高,耐热温度高,耐800℃高温,断裂伸长率高;硬度高,耐低温性能好,在-100℃下正常使用,使用方便,成本低廉,工艺简单,可以广泛使用。

实施例2:

第一步:按质量份数配比称取:铁100份、萤石5份、三氧化二铝55份、过氧化苯甲酸叔丁酯4.5份、锰80份、硫醇丁基锡8份、二氧化钛12份、二氧化硅5份、mbs35份、炭黑60份、abs30份、硬脂酸8份、epp30份、白油20份、硬脂酸锌12份。

第二步:将铁、二氧化钛、三氧化二铝和锰投入破碎机中破碎,破碎后的产物投入粉碎机中粉碎,粉碎后过200目筛,然后投入干燥机中干燥,干燥温度为80℃,干燥时间为60min。

第三步:将萤石、硫醇丁基锡、mbs、炭黑和abs投入带有加热器、温度计和搅拌器的反应釜中,升温至80℃,搅拌55min,加入剩余材料,升温至160℃,继续搅拌100min,搅拌速度均为400r/min,布置热固性树脂层;

第四步:在热固性树脂层上表面依次沉积二氧化钛和铁,在在热固性树脂层上表面依次沉积三氧化二铝和锰,沉积完成后投入煅烧炉中,煅烧炉抽真空后充入氦气,升温至850℃下煅烧即得。

原料来源广泛,强度高,拉伸强度高,弯曲强度高,冲击强度高,具有优异的金属纹理;各个组分之间具有协同作用,耐腐蚀性好,耐酸碱腐蚀,耐磨性高达0.002cm3;各个组分之间产生协同作用,亮度高,耐热温度高,耐1000℃高温,断裂伸长率高;硬度高,耐低温性能好,在-100℃下正常使用,使用方便,成本低廉,工艺简单,可以广泛使用。

实施例3:

第一步:按质量份数配比称取:铁100份、萤石3份、三氧化二铝35份、过氧化苯甲酰2.5份、锰70份、硫醇丁基锡5份、二氧化钛10份、二氧化硅3份、mbs25份、炭黑50份、abs20份、硬脂酸5份、epp25份、白油10份、硬脂酸锌10份。

第二步:将铁、二氧化钛、三氧化二铝和锰投入破碎机中破碎,破碎后的产物投入粉碎机中粉碎,粉碎后过150目筛,然后投入干燥机中干燥,干燥温度为70℃,干燥时间为50min。

第三步:将萤石、硫醇丁基锡、mbs、炭黑和abs投入带有加热器、温度计和搅拌器的反应釜中,升温至70℃,搅拌45min,加入剩余材料,升温至140℃,继续搅拌90min,搅拌速度均为300r/min,布置热固性树脂层;

第四步:在热固性树脂层上表面依次沉积二氧化钛和铁,在在热固性树脂层上表面依次沉积三氧化二铝和锰,沉积完成后投入煅烧炉中,煅烧炉抽真空后充入氦气,升温至650℃下煅烧即得。

原料来源广泛,强度高,拉伸强度高,弯曲强度高,冲击强度高,具有优异的金属纹理;各个组分之间具有协同作用,耐腐蚀性好,耐酸碱腐蚀,耐磨性高达0.0018cm3;各个组分之间产生协同作用,亮度高,耐热温度高,耐1200℃高温,断裂伸长率高;硬度高,耐低温性能好,在-100℃下正常使用,使用方便,成本低廉,工艺简单,可以广泛使用。

以上是对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

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