一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料，由下列重量份的原料制成：銅合金5?12份、鋁合金5?10份、鉬鈮合金5?10份、鎳合金5?11份、銅粉3?12份、鈦5?9份、鎂6?11份、錳2?5份、鋅3?6份、鉭2?5份、鎘2?7份、白鐵5?7份、玻璃纖維7?12份、聚酯纖維5?8份、海藻糖4?9份、殼聚糖3?7份、N,N?二甲基甲酰胺3?9份、2?巰基苯并噻唑4?9份、聚乙烯吡啶3?7份、鹽酸羥胺2?5份、抗腐蝕劑5?10份、熱穩(wěn)定劑5?10份。制備而成的海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其耐腐蝕性能佳、導(dǎo)熱性能大。同時，還公開了相應(yīng)的制備方法。
【專利說明】
-種海水冷卻系統(tǒng)合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在淡水資源日益緊缺的今天，海水直接利用得到了社會各界的普遍關(guān)注。越來越 多的濱海電廠、化工企業(yè)和上海作業(yè)項目采用海水替代淡水作工業(yè)冷卻水應(yīng)用于實際的生 產(chǎn)中。大多數(shù)海水冷卻系統(tǒng)的材料都采用銅及銅合金材料。銅及銅合金因其優(yōu)良的導(dǎo)熱性 能和機械加工性能被廣泛應(yīng)用于冷卻系統(tǒng)的凝汽器或熱交換機中。但是海水組分的復(fù)雜性 和腐蝕性能等影響因素的多樣性，使得普通的銅及銅合金材料在海水冷卻體系中會發(fā)生比 較嚴(yán)重的腐蝕，從而影響其導(dǎo)熱性能和使用壽命。
[0003] 傳統(tǒng)的海水冷卻系統(tǒng)在冷卻系統(tǒng)材料性能方法的研究還比較落后。傳統(tǒng)的海水冷 卻系統(tǒng)幾乎都是在冷卻系統(tǒng)W外增加一些防護措施來緩解海水對冷卻系統(tǒng)材料的腐蝕。所 W現(xiàn)如今急需從海水冷卻系統(tǒng)的制備材料上進行技術(shù)革新，從根上提高材料的耐腐蝕性、 增加導(dǎo)熱性來滿足社會相關(guān)行業(yè)對海水冷卻系統(tǒng)性能的要求。由此可W看出研制出一款耐 腐蝕性能佳、導(dǎo)熱性能好的海水冷卻系統(tǒng)金屬合金材料顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料及其制備方法，通 過采用特定原料進行組合，配合相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，得到了一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其耐 腐蝕性能佳、導(dǎo)熱性能大、易加工，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。
[0005] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料，由下列重量份的原料制成：銅合金5-12份、侶合金5-10 份、鋼妮合金5-10份、儀合金5-11份、銅粉3-12份、鐵5-9份、儀6-11份、儘2-5份、鋒3-6份、粗 2-5份、儒2-7份、白鐵5-7份、玻璃纖維7-12份、聚醋纖維5-8份、海藻糖4-9份、殼聚糖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、鹽酸徑胺2-5份、抗腐 蝕劑5-10份、熱穩(wěn)定劑5-10份。
[0006] 優(yōu)選地，所述的抗腐蝕劑選自甲基苯并Ξ氮挫、2-正辛基-4-異嚷挫嘟-3-酬、5-甲 基-1，2，3-苯并Ξ挫、5-辛基-1，2，3-苯并Ξ挫中的一種或幾種。
[0007] 優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑選自4-苯基下酷氯、1，1 -二異丙氧基Ξ甲胺、3-氨基-2-甲 基苯甲酸甲醋、丙二酸單叔下醋中的一種或幾種。
[000引所述的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的制備方法，包括W下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵、熱穩(wěn)定劑加 入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為920-980°C，燒結(jié)時間為2-3小時，得到真空燒 結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在惰性氣體中冷卻至220-260°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌 密煉30-60分鐘，密煉溫度為220-260°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、 N，N-二甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1200-1500轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、抗腐蝕劑，攬拌均勻后加壓 至5-15MPa，攬拌速度為200-400轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為300-350°C，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20-30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入惰性氣體保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0009] 優(yōu)選地，步驟(3)和步驟(6)中的惰性氣體為氮氣。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為： (1)本發(fā)明的海水冷卻系統(tǒng)合金材料W銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、 儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵為主要成分，通過加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二 甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫、聚乙締化晚、鹽酸徑胺、抗腐蝕劑、熱穩(wěn)定劑，輔W真空燒結(jié)、 高溫密煉、加壓攬拌、壓模冷卻等工藝，使得制備而成的海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其耐腐蝕 性能佳、導(dǎo)熱性能大、易加工，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。
[0011] (2)本發(fā)明的海水冷卻系統(tǒng)合金材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運 用，實用性強。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[oou]實施例1 (1) 稱取銅合金5份、侶合金5份、鋼妮合金5份、儀合金5份、銅粉3份、鐵5份、儀61份、儘2 份、鋒3份、粗2份、儒2份、白鐵5份、玻璃纖維7份、聚醋纖維5份、海藻糖4份、殼聚糖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、鹽酸徑胺2份、甲基苯并Ξ氮挫5 份、4-苯基下酷氯5份； (2) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵、4-苯基下酷 氯加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為920°C，燒結(jié)時間為2小時，得到真空燒結(jié) 混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至220°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉30分 鐘，密煉溫度為220°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1200轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、甲基苯并Ξ氮挫，攬拌均勻 后加壓至5MPa，攬拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為300°C，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0014]制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[001引實施例2 (1)稱取銅合金7份、侶合金6份、鋼妮合金6份、儀合金7份、銅粉5份、鐵6份、儀8份、儘3 份、鋒4份、粗3份、儒4份、白鐵6份、玻璃纖維9份、聚醋纖維6份、海藻糖5份、殼聚糖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、鹽酸徑胺3份、2-正辛基-4-異嚷挫 嘟-3-酬7份、1,1-二異丙氧基Ξ甲胺7份； (2) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵、1,1-二異丙 氧基Ξ甲胺加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為940°C，燒結(jié)時間為2.3小時，得 到真空燒結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至230°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉40分 鐘，密煉溫度為230°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1300轉(zhuǎn)/分鐘； (4 )往步驟(3 )得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、2-正辛基-4-異嚷挫嘟-3- 酬，攬拌均勻后加壓至8MPa，攬拌速度為250轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為32(TC，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻24分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0016] 制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0017] 實施例3 (1) 稱取銅合金10份、侶合金9份、鋼妮合金8份、儀合金9份、銅粉10份、鐵8份、儀9份、儘 4份、鋒5份、粗4份、儒6份、白鐵6份、玻璃纖維11份、聚醋纖維7份、海藻糖7份、殼聚糖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、鹽酸徑胺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) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵、3-氨基-2- 甲基苯甲酸甲醋加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為960°C，燒結(jié)時間為2.8小 時，得到真空燒結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至245°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉50分 鐘，密煉溫度為245°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1400轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、5-甲基-1，2,3-苯并Ξ挫， 攬拌均勻后加壓至12MPa，攬拌速度為350轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為34(TC，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻28分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0018] 制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0019] 實施例4 (1) 稱取銅合金12份、侶合金10份、鋼妮合金10份、儀合金11份、銅粉12份、鐵9份、儀11 份、儘5份、鋒6份、粗5份、儒7份、白鐵7份、玻璃纖維12份、聚醋纖維8份、海藻糖9份、殼聚糖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、鹽酸徑胺5份、5-辛基-1， 2,3-苯并Ξ挫10份、丙二酸單叔下醋10份； (2) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、儘、鋒、粗、儒、白鐵、丙二酸單叔 下醋加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為980°C，燒結(jié)時間為3小時，得到真空燒 結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至260°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉60分 鐘，密煉溫度為260°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫， 攬拌均勻后加壓至15MPa，攬拌速度為400轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為350°C，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0020] 制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0021] 對比例1 (1) 稱取銅合金5份、儀合金5份、銅粉3份、鐵5份、儀61份、鋒3份、粗2份、儒2份、白鐵5 份、玻璃纖維7份、聚醋纖維5份、海藻糖4份、殼聚糖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、鹽酸徑胺2份、甲基苯并Ξ氮挫5份、4-苯基下酷氯5份； (2) 將銅合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、鋒、粗、儒、白鐵、4-苯基下酷氯加入相蝸電阻爐，抽 真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為920°C，燒結(jié)時間為2小時，得到真空燒結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至220°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉30分 鐘，密煉溫度為220°C，并依次加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯 胺、2-琉基苯并嚷挫，攬拌速度為1200轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、甲基苯并Ξ氮挫，攬拌均勻 后加壓至5MPa，攬拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為300°C，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0022] 制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0023] 對比例2 (1) 稱取銅合金12份、侶合金10份、鋼妮合金10份、銅粉12份、鐵9份、儘5份、鋒6份、粗5 份、儒7份、白鐵7份、玻璃纖維12份、殼聚糖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、鹽酸徑胺5份、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫10份、丙二酸單叔下醋10份； (2) 將銅合金、侶合金、鋼妮合金、銅粉、鐵、儘、鋒、粗、儒、白鐵、丙二酸單叔下醋加入相 蝸電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為980°C，燒結(jié)時間為3小時，得到真空燒結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在氮氣中冷卻至260°C，然后注入Ξ漉混煉機內(nèi)攬拌密煉60分 鐘，密煉溫度為260°C，并依次加入玻璃纖維、殼聚糖、N，N-二甲基甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫， 攬拌速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙締化晚、鹽酸徑胺、5-辛基-1，2,3-苯并Ξ挫， 攬拌均勻后加壓至15MPa，攬拌速度為400轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌溫度為350°C，保溫攬拌2小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0024] 制得的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的性能測試結(jié)果如表1所示。
[0025] 將實施例1-4和對比例1-2的海水冷卻系統(tǒng)合金材料分別進行導(dǎo)熱系數(shù)、腐蝕速率 和屈服強度的測試。
[0026] 表 1
本發(fā)明的海水冷卻系統(tǒng)合金材料W銅合金、侶合金、鋼妮合金、儀合金、銅粉、鐵、儀、~ 儘、鋒、粗、儒、白鐵為主要成分，通過加入玻璃纖維、聚醋纖維、海藻糖、殼聚糖、N，N-二甲基 甲酯胺、2-琉基苯并嚷挫、聚乙締化晚、鹽酸徑胺、抗腐蝕劑、熱穩(wěn)定劑，輔W真空燒結(jié)、高溫 密煉、加壓攬拌、壓模冷卻等工藝，使得制備而成的海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其耐腐蝕性能 佳、導(dǎo)熱性能大、易加工，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的海水冷卻系 統(tǒng)合金材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。
[0027] W上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：銅合金5-12 份、鋁合金5-10份、鉬鈮合金5-10份、鎳合金5-11份、銅粉3-12份、鈦5-9份、鎂6-11份、錳2-5 份、鋅3-6份、鉭2-5份、鎘2-7份、白鐵5-7份、玻璃纖維7-12份、聚酯纖維5-8份、海藻糖4-9 份、殼聚糖3-7份、N，N-二甲基甲酰胺3-9份、2-巰基苯并噻唑4-9份、聚乙烯吡啶3-7份、鹽酸 羥胺2-5份、抗腐蝕劑5-10份、熱穩(wěn)定劑5-10份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其特征在于:所述的抗腐蝕劑選自甲 基苯并三氮唑、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、5-甲基-1，2，3-苯并三唑、5-辛基-1，2，3-苯并 三唑中的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水冷卻系統(tǒng)合金材料，其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑選自4-苯 基丁酰氯、1，1_二異丙氧基三甲胺、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲酯、丙二酸單叔丁酯中的一種 或幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的海水冷卻系統(tǒng)合金材料的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將銅合金、鋁合金、鉬鈮合金、鎳合金、銅粉、鈦、鎂、錳、鋅、鉭、鎘、白鐵、熱穩(wěn)定劑加 入坩堝電阻爐，抽真空，真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為920-980°C，燒結(jié)時間為2-3小時，得到真空燒 結(jié)混合物； (3) 再將真空燒結(jié)混合物在惰性氣體中冷卻至220-260 °C，然后注入三輥混煉機內(nèi)攪拌 密煉30-60分鐘，密煉溫度為220-260°C，并依次加入玻璃纖維、聚酯纖維、海藻糖、殼聚糖、 N，N-二甲基甲酰胺、2-巰基苯并噻唑，攪拌速度為1200-1500轉(zhuǎn)/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入聚乙烯吡啶、鹽酸羥胺、抗腐蝕劑，攪拌均勻后加壓 至5-15MPa，攪拌速度為200-400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度為300-350°C，保溫攪拌2小時； (5) 將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-30°C 的低溫箱中冷卻20-30分鐘； (6) 將低溫冷卻后的成型物料放入惰性氣體保存箱，冷卻至室溫，得到成品。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟(3)和步驟(6)中的惰性氣體為氦 氣。
【文檔編號】C22C49/02GK106011698SQ201610446867
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】黃潤翔
【申請人】蘇州洪河金屬制品有限公司