耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料及其制備方法，屬于粉末冶金材 料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金是W金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）為原材料，經(jīng)過混 粉、壓制、燒結(jié)等系列工序制造金屬、復合材料W及各類零件制品的先進工藝。由于粉末冶 金制品加工精度高、尺寸易控制，尤其在復雜形狀零件的生產(chǎn)中幾乎達到一次性成型，大 幅減少后加工損耗，具有優(yōu)越的經(jīng)濟效益。金屬腐蝕現(xiàn)象是十分普遍的，如鋼鐵構(gòu)件在大氣 中的生誘，銅制品在潮濕的空氣中長銅綠，埋在地下的管道因腐蝕發(fā)生穿孔，社鋼過程中氧 化鐵皮的生成，熱力發(fā)電廠鍋爐的脆性破壞等都是金屬腐蝕的實例。
[0003] 化工生產(chǎn)過程經(jīng)常接觸酸、堿、鹽和有機溶劑等強腐蝕性介質(zhì)，因此腐蝕與化工生 產(chǎn)相伴而生，特別是現(xiàn)代化工的發(fā)展，要求生產(chǎn)在高溫、高壓、連續(xù)不斷操作條件下運行。在 運樣苛刻的工況條件下，一旦設(shè)備出現(xiàn)腐蝕破壞，整個生產(chǎn)裝置就將被停產(chǎn)，造成嚴重的經(jīng) 濟損失。應力腐蝕、氨脆、孔蝕等局部破壞的發(fā)生難W預測，容易引起化工設(shè)備的爆炸、火災 等突發(fā)性的災難事故，危及職工的人身安全。腐蝕所造成的設(shè)備的"跑、冒、滴、漏"，使許多 毒性物質(zhì)泄漏到大氣、±壤、水源中，嚴重污染了人類生活的環(huán)境，危害人類的健康。此外， 若易燃易爆的物質(zhì)泄漏到環(huán)境中，后果將不堪設(shè)想。由于關(guān)鍵部位發(fā)生腐蝕斷裂而引起飛 機墜毀、輪船沉沒、火車失事、橋梁斷裂等惡性事故，嚴重危及人身安全。研究一種適用于化 工行業(yè)的高耐腐蝕合金材料迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料及其制備方法，在粉末 冶金材料中添加貴金屬元素及聚酷亞胺，能有效提高材料的耐腐蝕性能，降低腐蝕速率，延 長使用壽命。 陽〇化]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為： 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅159K35%，鈕 2. 0%~5. 6%，銷 0. 25%~1. 45%，二氧化娃 1. 0%~4. 5%，儒 0. 38%~1. 85%，儀 1. 5%~5. 6%，二氧 化鐵1. 2%~3. 4%，聚酷亞胺2. 5%~4. 9%，余量為化。
[0006] 所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅 18〇/〇~28%，鈕 2. 6%~4. 2%，銷 0. 55%~1. 05%，二氧化娃 2. 4%~3. 5%，儒 0. 78%~1. 35%，儀 2. 8%~4. 6%，二氧化鐵1. 8%~2. 4%，聚酷亞胺2. 8%~3. 8%，余量為化。
[0007] 所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅22%， 鈕3. 6%，銷0. 85%，二氧化娃2. 8%，儒1. 15%，儀3. 5%，二氧化鐵2. 2%，聚酷亞胺3. 5%，余 量為化。
[0008] 所述耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為30~5化pm，混料時間為40~60min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為400~eOOMPa，保壓 40~60min； 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950~1150°C，燒結(jié)時間為 30~50min，然后在550~650°C下保溫10~30min,澤滅，最后在250~350°C下保溫回火1~化； 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成所需零部件。
[0009] 步驟2)中壓力為5〇0MPa,保壓5〇min。
[0010] 步驟3)中燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為40min。
[0011] 有益效果：本發(fā)明提供一種耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料及其制備方法，在粉 末冶金材料中添加貴金屬元素及聚酷亞胺，能有效提高材料的耐腐蝕性能，降低腐蝕速率， 延長使用壽命。分別在酸性、堿性和高鹽溶劑中浸泡，考察其耐腐蝕性能，結(jié)果表明，在酸堿 鹽體系中腐蝕速度低于0.Olmm/a。
【具體實施方式】 陽〇1引實施例1 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅15%，鈕2.0%， 銷0. 25%，二氧化娃1. 0%，儒0. 38%，儀1. 5%，二氧化鐵1. 2%，聚酷亞胺2. 5%，余量為化。
[0013] 制備方法，包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為40rpm，混料時間為50min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為SOOMPa，保壓50min; 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為 40min，然后在600°C下保溫20min,澤滅，最后在300°C下保溫回火化； 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成閥口。
[0014] 實施例2 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅35%，鈕5. 6%，銷 1. 45%，二氧化娃4. 5%，儒1. 85%，儀5. 6%，二氧化鐵3. 4%，聚酷亞胺4. 9%，余量為化。
[0015] 制備方法，包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為40rpm，混料時間為50min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為SOOMPa，保壓50min; 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為 40min，然后在600°C下保溫20min,澤滅，最后在300°C下保溫回火化； 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成閥口。
[0016] 實施例3 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅18%，鈕2. 6%， 銷0. 55%，二氧化娃2. 4%，儒0. 78%，儀2. 8%，二氧化鐵1. 8%，聚酷亞胺2. 8%，余量為化。
[0017] 審I恪方法，包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為40rpm，混料時間為50min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為SOOMPa，保壓50min; 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為 40min，然后在600°C下保溫20min,澤滅，最后在300°C下保溫回火化； 4)鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成閥口。
[0018] 實施例4 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅28%，鈕4. 2%，銷 1. 05%，二氧化娃3. 5%，儒1. 35%，儀4. 6%，二氧化鐵2. 4%，聚酷亞胺3. 8%，余量為化。
[0019] 制備方法，包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為40rpm，混料時間為50min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為SOOMPa，保壓50min; 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為 40min，然后在600°C下保溫20min,澤滅，最后在300°C下保溫回火化； 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成閥口。
[0020] 實施例5 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅22%，鈕3.6%， 銷0. 85%，二氧化娃2. 8%，儒1. 15%，儀3. 5%，二氧化鐵2. 2%，聚酷亞胺3. 5%，余量為化。
[0021] 所述耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料在生產(chǎn)化工設(shè)備中的應用，將耐腐蝕貴金屬 粉末冶金復合材料加工為閥口，加工方法包括如下步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為60rpm，混料時間為40min; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為SOOMPa，保壓20min; 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為115(TC，燒結(jié)時間為 20min，然后在280°C下保溫lOmin，澤滅，最后在150°C下保溫回火化； 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成閥口。
[0022] 對實施例1~5鑄造成的閥口進行性能測試，結(jié)果見表1所示。 |；002；3]表 1 :
點蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的耐腐蝕材料表面產(chǎn)生穿孔或蝕坑的腐蝕現(xiàn)象，本發(fā)明點蝕時 間為在酸性（pH=3)、堿性（pH=9)時出現(xiàn)點蝕的時間。
【主權(quán)項】
1. 耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，其特征在于成分及各成分質(zhì)量百分含量為： 銅 15%~35%，鈀 2. 0%~5. 6%，鉑 0? 25%~L 45%，二氧化硅 L 0%~4. 5%，鎘 0? 38%~L 85%，鎳 I. 5%~5. 6%，二氧化鈦 I. 2%~3. 4%，聚酰亞胺 2. 5%~4. 9%，余量為 Fe。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，其特征在于成分及各成分 質(zhì)量百分含量為：銅18%~28%，鈀2. 6%~4. 2%，鉑0. 55%~1. 05%，二氧化硅2. 4%~3. 5%，鎘 0. 78%~1. 35%，鎳 2. 8%~4. 6%，二氧化鈦 I. 8%~2. 4%，聚酰亞胺 2. 8%~3. 8%，余量為 Fe。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料，其特征在于成分及各成分 質(zhì)量百分含量為：銅22%，鈀3. 6%，鉑0.85%，二氧化硅2. 8%，鎘1.15%，鎳3. 5%，二氧化 鈦2. 2%，聚酰亞胺3. 5%，余量為Fe。4. 權(quán)利要求1所述耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在于包括如下 步驟： 1) 混料：將各成分加入到混料機中進行混料，轉(zhuǎn)速為30~50rpm，混料時間為40~60min ; 2) 將步驟1)的混料加入到壓力機設(shè)備中，加壓成型，壓力為400~600MPa，保壓 40~60min ； 3) 將步驟2)壓制好的試樣在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950~1150°C，燒結(jié)時間為 30~50min，然后在550~650°C下保溫10~30 min，淬滅，最后在250~350°C下保溫回火l~3h ; 4) 鑄造成型：將步驟3)保溫回火的合金材料鑄造成所需零部件。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在于： 步驟2)中壓力為500 MPa，保壓50min。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在于： 步驟3)中燒結(jié)溫度為1050°C，燒結(jié)時間為40min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐腐蝕貴金屬粉末冶金復合材料及其制備方法，成分及各成分質(zhì)量百分含量為：銅15%~35%，鈀2.0%~5.6%，鉑0.25%~1.45%，二氧化硅1.0%~4.5%，鎘0.38%~1.85%，鎳1.5%~5.6%，二氧化鈦1.2%~3.4%，聚酰亞胺2.5%~4.9%，余量為Fe。在粉末冶金材料中添加貴金屬元素及聚酰亞胺，能有效提高材料的耐腐蝕性能，降低腐蝕速率，延長使用壽命。分別在酸性、堿性和高鹽溶劑中浸泡，考察其耐腐蝕性能，結(jié)果表明，在酸堿鹽體系中腐蝕速度低于0.01mm/a。
【IPC分類】C22C1/05, C22C33/02, C22C38/14, C22C30/02
【公開號】CN105154767
【申請?zhí)枴緾N201510541948
【發(fā)明人】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明
【申請人】蘇州萊特復合材料有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月31日