一种海水冷却系统合金材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种海水冷却系统合金材料，由下列重量份的原料制成：铜合金5?12份、铝合金5?10份、钼铌合金5?10份、镍合金5?11份、铜粉3?12份、钛5?9份、镁6?11份、锰2?5份、锌3?6份、钽2?5份、镉2?7份、白铁5?7份、玻璃纤维7?12份、聚酯纤维5?8份、海藻糖4?9份、壳聚糖3?7份、N,N?二甲基甲酰胺3?9份、2?巯基苯并噻唑4?9份、聚乙烯吡啶3?7份、盐酸羟胺2?5份、抗腐蚀剂5?10份、热稳定剂5?10份。制备而成的海水冷却系统合金材料，其耐腐蚀性能佳、导热性能大。同时，还公开了相应的制备方法。
【专利说明】
-种海水冷却系统合金材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及金属材料技术领域，特别设及一种海水冷却系统合金材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 在淡水资源日益紧缺的今天，海水直接利用得到了社会各界的普遍关注。越来越 多的滨海电厂、化工企业和上海作业项目采用海水替代淡水作工业冷却水应用于实际的生 产中。大多数海水冷却系统的材料都采用铜及铜合金材料。铜及铜合金因其优良的导热性 能和机械加工性能被广泛应用于冷却系统的凝汽器或热交换机中。但是海水组分的复杂性 和腐蚀性能等影响因素的多样性，使得普通的铜及铜合金材料在海水冷却体系中会发生比 较严重的腐蚀，从而影响其导热性能和使用寿命。
[0003] 传统的海水冷却系统在冷却系统材料性能方法的研究还比较落后。传统的海水冷 却系统几乎都是在冷却系统W外增加一些防护措施来缓解海水对冷却系统材料的腐蚀。所 W现如今急需从海水冷却系统的制备材料上进行技术革新，从根上提高材料的耐腐蚀性、 增加导热性来满足社会相关行业对海水冷却系统性能的要求。由此可W看出研制出一款耐 腐蚀性能佳、导热性能好的海水冷却系统金属合金材料显得尤为重要。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种海水冷却系统合金材料及其制备方法，通 过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种海水冷却系统合金材料，其耐 腐蚀性能佳、导热性能大、易加工，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0005] 本发明的目的可W通过W下技术方案实现： 一种海水冷却系统合金材料，由下列重量份的原料制成：铜合金5-12份、侣合金5-10 份、钢妮合金5-10份、儀合金5-11份、铜粉3-12份、铁5-9份、儀6-11份、儘2-5份、锋3-6份、粗 2-5份、儒2-7份、白铁5-7份、玻璃纤维7-12份、聚醋纤维5-8份、海藻糖4-9份、壳聚糖3-7份、 N，N-二甲基甲酯胺3-9份、2-琉基苯并嚷挫4-9份、聚乙締化晚3-7份、盐酸径胺2-5份、抗腐 蚀剂5-10份、热稳定剂5-10份。
[0006] 优选地，所述的抗腐蚀剂选自甲基苯并Ξ氮挫、2-正辛基-4-异嚷挫嘟-3-酬、5-甲 基-1，2，3-苯并Ξ挫、5-辛基-1，2，3-苯并Ξ挫中的一种或几种。
[0007] 优选地，所述热稳定剂选自4-苯基下酷氯、1，1 -二异丙氧基Ξ甲胺、3-氨基-2-甲 基苯甲酸甲醋、丙二酸单叔下醋中的一种或几种。
[000引所述的海水冷却系统合金材料的制备方法，包括W下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、儘、锋、粗、儒、白铁、热稳定剂加 入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为920-980°C，烧结时间为2-3小时，得到真空烧 结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在惰性气体中冷却至220-260°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌 密炼30-60分钟，密炼溫度为220-260°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、 N，N-二甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1200-1500转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、抗腐蚀剂，揽拌均匀后加压 至5-15MPa，揽拌速度为200-400转/分钟，揽拌溫度为300-350°C，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却20-30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入惰性气体保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0009] 优选地，步骤(3)和步骤(6)中的惰性气体为氮气。
[0010] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明的海水冷却系统合金材料W铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、 儀、儘、锋、粗、儒、白铁为主要成分，通过加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二 甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫、聚乙締化晚、盐酸径胺、抗腐蚀剂、热稳定剂，辅W真空烧结、 高溫密炼、加压揽拌、压模冷却等工艺，使得制备而成的海水冷却系统合金材料，其耐腐蚀 性能佳、导热性能大、易加工，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0011] (2)本发明的海水冷却系统合金材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运 用，实用性强。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[oou]实施例1 (1) 称取铜合金5份、侣合金5份、钢妮合金5份、儀合金5份、铜粉3份、铁5份、儀61份、儘2 份、锋3份、粗2份、儒2份、白铁5份、玻璃纤维7份、聚醋纤维5份、海藻糖4份、壳聚糖3份、N，N- 二甲基甲酯胺3份、2-琉基苯并嚷挫4份、聚乙締化晚3份、盐酸径胺2份、甲基苯并Ξ氮挫5 份、4-苯基下酷氯5份； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、儘、锋、粗、儒、白铁、4-苯基下酷 氯加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为920°C，烧结时间为2小时，得到真空烧结 混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至220°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼30分 钟，密炼溫度为220°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1200转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、甲基苯并Ξ氮挫，揽拌均匀 后加压至5MPa，揽拌速度为200转/分钟，揽拌溫度为300°C，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却20分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0014]制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[001引实施例2 (1)称取铜合金7份、侣合金6份、钢妮合金6份、儀合金7份、铜粉5份、铁6份、儀8份、儘3 份、锋4份、粗3份、儒4份、白铁6份、玻璃纤维9份、聚醋纤维6份、海藻糖5份、壳聚糖4份、N，N- 二甲基甲酯胺5份、2-琉基苯并嚷挫6份、聚乙締化晚5份、盐酸径胺3份、2-正辛基-4-异嚷挫 嘟-3-酬7份、1,1-二异丙氧基Ξ甲胺7份； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、儘、锋、粗、儒、白铁、1,1-二异丙 氧基Ξ甲胺加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为940°C，烧结时间为2.3小时，得 到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至230°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼40分 钟，密炼溫度为230°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1300转/分钟； (4 )往步骤(3 )得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、2-正辛基-4-异嚷挫嘟-3- 酬，揽拌均匀后加压至8MPa，揽拌速度为250转/分钟，揽拌溫度为32(TC，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却24分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0016] 制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[0017] 实施例3 (1) 称取铜合金10份、侣合金9份、钢妮合金8份、儀合金9份、铜粉10份、铁8份、儀9份、儘 4份、锋5份、粗4份、儒6份、白铁6份、玻璃纤维11份、聚醋纤维7份、海藻糖7份、壳聚糖6份、N, N-二甲基甲酯胺8份、2-琉基苯并嚷挫7份、聚乙締化晚5份、盐酸径胺4份、5-甲基-1，2,3-苯 并Ξ挫8份、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲醋9份； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、儘、锋、粗、儒、白铁、3-氨基-2- 甲基苯甲酸甲醋加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为960°C，烧结时间为2.8小 时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至245°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼50分 钟，密炼溫度为245°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1400转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、5-甲基-1，2,3-苯并Ξ挫， 揽拌均匀后加压至12MPa，揽拌速度为350转/分钟，揽拌溫度为34(TC，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却28分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0018] 制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[0019] 实施例4 (1) 称取铜合金12份、侣合金10份、钢妮合金10份、儀合金11份、铜粉12份、铁9份、儀11 份、儘5份、锋6份、粗5份、儒7份、白铁7份、玻璃纤维12份、聚醋纤维8份、海藻糖9份、壳聚糖7 份、N，N-二甲基甲酯胺9份、2-琉基苯并嚷挫9份、聚乙締化晚7份、盐酸径胺5份、5-辛基-1， 2,3-苯并Ξ挫10份、丙二酸单叔下醋10份； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、儘、锋、粗、儒、白铁、丙二酸单叔 下醋加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为980°C，烧结时间为3小时，得到真空烧 结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至260°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼60分 钟，密炼溫度为260°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1500转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫， 揽拌均匀后加压至15MPa，揽拌速度为400转/分钟，揽拌溫度为350°C，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0020] 制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[0021] 对比例1 (1) 称取铜合金5份、儀合金5份、铜粉3份、铁5份、儀61份、锋3份、粗2份、儒2份、白铁5 份、玻璃纤维7份、聚醋纤维5份、海藻糖4份、壳聚糖3份、N，N-二甲基甲酯胺3份、2-琉基苯并 嚷挫4份、聚乙締化晚3份、盐酸径胺2份、甲基苯并Ξ氮挫5份、4-苯基下酷氯5份； (2) 将铜合金、儀合金、铜粉、铁、儀、锋、粗、儒、白铁、4-苯基下酷氯加入相蜗电阻炉，抽 真空，真空烧结，烧结溫度为920°C，烧结时间为2小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至220°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼30分 钟，密炼溫度为220°C，并依次加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，揽拌速度为1200转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、甲基苯并Ξ氮挫，揽拌均匀 后加压至5MPa，揽拌速度为200转/分钟，揽拌溫度为300°C，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却20分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0022] 制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[0023] 对比例2 (1) 称取铜合金12份、侣合金10份、钢妮合金10份、铜粉12份、铁9份、儘5份、锋6份、粗5 份、儒7份、白铁7份、玻璃纤维12份、壳聚糖7份、N，N-二甲基甲酯胺9份、2-琉基苯并嚷挫9 份、聚乙締化晚7份、盐酸径胺5份、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫10份、丙二酸单叔下醋10份； (2) 将铜合金、侣合金、钢妮合金、铜粉、铁、儘、锋、粗、儒、白铁、丙二酸单叔下醋加入相 蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为980°C，烧结时间为3小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至260°C，然后注入Ξ漉混炼机内揽拌密炼60分 钟，密炼溫度为260°C，并依次加入玻璃纤维、壳聚糖、N，N-二甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫， 揽拌速度为1500转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、盐酸径胺、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫， 揽拌均匀后加压至15MPa，揽拌速度为400转/分钟，揽拌溫度为350°C，保溫揽拌2小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷却30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0024] 制得的海水冷却系统合金材料的性能测试结果如表1所示。
[0025] 将实施例1-4和对比例1-2的海水冷却系统合金材料分别进行导热系数、腐蚀速率 和屈服强度的测试。
[0026] 表 1
本发明的海水冷却系统合金材料W铜合金、侣合金、钢妮合金、儀合金、铜粉、铁、儀、~ 儘、锋、粗、儒、白铁为主要成分，通过加入玻璃纤维、聚醋纤维、海藻糖、壳聚糖、N，N-二甲基 甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫、聚乙締化晚、盐酸径胺、抗腐蚀剂、热稳定剂，辅W真空烧结、高溫 密炼、加压揽拌、压模冷却等工艺，使得制备而成的海水冷却系统合金材料，其耐腐蚀性能 佳、导热性能大、易加工，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的海水冷却系 统合金材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
[0027] W上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种海水冷却系统合金材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：铜合金5-12 份、铝合金5-10份、钼铌合金5-10份、镍合金5-11份、铜粉3-12份、钛5-9份、镁6-11份、锰2-5 份、锌3-6份、钽2-5份、镉2-7份、白铁5-7份、玻璃纤维7-12份、聚酯纤维5-8份、海藻糖4-9 份、壳聚糖3-7份、N，N-二甲基甲酰胺3-9份、2-巯基苯并噻唑4-9份、聚乙烯吡啶3-7份、盐酸 羟胺2-5份、抗腐蚀剂5-10份、热稳定剂5-10份。2. 根据权利要求1所述的海水冷却系统合金材料，其特征在于:所述的抗腐蚀剂选自甲 基苯并三氮唑、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、5-甲基-1，2，3-苯并三唑、5-辛基-1，2，3-苯并 三唑中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的海水冷却系统合金材料，其特征在于:所述热稳定剂选自4-苯 基丁酰氯、1，1_二异丙氧基三甲胺、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲酯、丙二酸单叔丁酯中的一种 或几种。4. 根据权利要求1-3任一所述的海水冷却系统合金材料的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将铜合金、铝合金、钼铌合金、镍合金、铜粉、钛、镁、锰、锌、钽、镉、白铁、热稳定剂加 入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为920-980°C，烧结时间为2-3小时，得到真空烧 结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在惰性气体中冷却至220-260 °C，然后注入三辊混炼机内搅拌 密炼30-60分钟，密炼温度为220-260°C，并依次加入玻璃纤维、聚酯纤维、海藻糖、壳聚糖、 N，N-二甲基甲酰胺、2-巯基苯并噻唑，搅拌速度为1200-1500转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入聚乙烯吡啶、盐酸羟胺、抗腐蚀剂，搅拌均匀后加压 至5-15MPa，搅拌速度为200-400转/分钟，搅拌温度为300-350°C，保温搅拌2小时； (5) 将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-30°C 的低温箱中冷却20-30分钟； (6) 将低温冷却后的成型物料放入惰性气体保存箱，冷却至室温，得到成品。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤(3)和步骤(6)中的惰性气体为氦 气。
【文档编号】C22C49/02GK106011698SQ201610446867
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】黄润翔
【申请人】苏州洪河金属制品有限公司