【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，具体公开了一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料及其制备工艺。
技术介绍
1、轨道交通桥架系统用合金材料需要具备良好的加工性能、力学性能、耐腐蚀性，同时具有轻量化的特点；镁铝合金具有密度小、比强度高、比弹性模量大、成形性好、抗冲击性等特点，应用广泛；
2、然而，镁铝合金的耐腐蚀性能与硬度有待提高，现有技术常用电镀、表面陶瓷化改性、涂覆防护用涂料等方法对镁铝合金表面进行改性，但仍存在涂层与基体的结合力差、防护效果不足、机械强度不足、制备工艺复杂等问题；综上，研究一种耐腐蚀性好、力学性能好、防护层表面质量高且不易脱落的轨道交通桥架系统用合金材料及其制备工艺具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料及其制备工艺，以解决现有技术中提出的的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺：s1：在基体金属表面进行预处理，然后置于电解液中，进行微弧氧化处理，得表面有陶瓷层的合金材料a；
3、s2：取y2o3粉、ni粉、α-al2o3粉、tib2粉，振动混合，得混合金属粉；采用等离子喷涂法将混合金属粉喷涂到合金材料a表面，并在220～240℃下热处理30～60min，得金属膜，以此为合金材料b；
4、s3：将封孔剂喷涂至合金材料b表面，喷涂量8～12m2/l，以λ＝365nm、250w紫外灯光照0.5～1h，升温到70～7
5、较为优化地，预处理包括以下步骤：喷砂、清洗；所述喷砂的材料为500～600μm棕刚玉，喷砂气压为1～1.2mpa，喷砂角度为70～90°，喷枪离模具表面距离为0.1～0.15m，使表面粗糙度ra为10～15；清洗：在无水乙醇中超声清洗5～10分钟。
6、较为优化地，预处理包括以下步骤：喷砂、清洗；所述喷砂的材料为500～600μm棕刚玉(南京百慕达生物科技有限公司)，喷砂气压为1mpa，喷砂角度为70°，喷枪离模具表面距离为0.13m，使表面粗糙度ra为12，在无水乙醇中超声清洗10分钟。
7、较为优化地，所述电解液包括以下原料：na2sio310～12g/l、koh 1.5～2.0g/l、naf0.5～1.0g/l、na3po41.0～1.5g/l。
8、较为优化地，所述电解液包括以下原料：na2sio310g/l、koh 2.0g/l、naf 0.8g/l、na3po41.2g/l。
9、较为优化地，所述微弧氧化处理的参数为：基体脉冲偏压为-100～500v、脉冲频率200～250hz、正向脉宽20～25μs、负向脉宽度10～15μs、处理时间60～90分钟。
10、较为优化地，所述陶瓷层厚度为20～30μm。
11、较为优化地，所述混合金属粉包括以下原料，按质量百分比：1～3％y2o3粉、10～20％ni粉、30～40％α-al2o3粉、其余为tib2粉；所述等离子喷涂法送粉速率为40～60g/min，喷涂速度为15～25mm/min，喷涂距离为80～100mm。
12、较为优化地，所述等离子喷涂法送粉速率为50g/min，喷涂速度为20mm/min，喷涂距离为100mm。
13、较为优化地，所述金属膜的厚度为30～45μm。
14、较为优化地，所述封孔剂包括10～15份碳纳米管复合物、4～6份含巯基的硅氧烷共聚物、0.01～0.02份光引发剂(tpo)、0.01～0.02份热引发剂(偶氮二异丁腈)、1000份溶剂(体积比1:1的二甲基亚砜与水)。
15、较为优化地，所述碳纳米管复合物的制备包括以下步骤：步骤一：取碳纳米管，加入水、乙醇中，搅拌均匀，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，升温至40～60℃，搅拌4～6h，过滤取固体、干燥，得氨基化碳纳米管；
16、步骤二：取氨基化碳纳米管加入水中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、n-羟基丁二酰亚胺，搅拌均匀，加入羧甲基壳聚糖、氨己烯酸，搅拌均匀，升温至45～50℃，搅拌4～6h，过滤取固体、洗涤、干燥，得碳纳米管复合物。
17、较为优化地，所述氨基化碳纳米管包括以下原料，按质量份数计：10份碳纳米管、0.5～1份3-氨基丙基三乙氧基硅烷；
18、所述碳纳米管复合物包括以下原料，按质量份数计：2～3份氨基化碳纳米管、0.1～0.2份1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、0.2～0.4份n-羟基丁二酰亚胺、4～6份羧甲基壳聚糖、1～2份氨己烯酸。
19、较为优化地，所述含巯基的硅氧烷共聚物为(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。
20、较为优化地，所述基体金属为镁铝合金，具体包括以下原料，按重量百分比计：al25～30％、fe 0.01～0.05％、si 0.01～0.05％、y0.1～0.2％、zr 0.2～0.4％、cu 1.0～2.0％、mn 0.2～0.5％，其余为mg。
21、较为优化地，所述基体金属为镁铝合金，具体包括以下原料，按重量百分比计：al28％、fe 0.04％、si 0.03％、y0.1％、zr 0.3％、cu 1.5％、mn 0.3％，其余为mg。
22、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：基体金属为镁铝合金，密度小、具有良好的成形性、可焊性和抗冲击性；基体金属表面预处理后，进行微弧氧化处理，得陶瓷层；陶瓷层与基体金属结合性好，一方面能提高基体金属表面的耐磨性与耐腐蚀性，另一方面微弧氧化法生成的表面陶瓷层具有一定的粗糙度，为下一步等离子法喷涂的金属膜层提供了更多的接触面积和锚固点，增强层与层之间的附着力；金属膜层包括一定量的y2o3粉、ni粉、α-al2o3粉、tib2粉，增强表面耐腐蚀性、硬度、耐磨性和热稳定性，同时具有很好的附着力；陶瓷层与金属膜的厚度需要控制，厚度过高会导致结合力降低、内部应力过高导致产生裂纹，厚度过低则导致性能提升不明显；
23、喷涂金属膜后，为了消除表面细小空隙和裂纹，进行封孔处理；封孔剂中加入碳纳米管复合物，具体是接枝了含双键的羧甲基壳聚糖的碳纳米管；羧甲基壳聚糖起到缓蚀和络合的作用，加强碳纳米管与金属的结合性；封孔剂中还有(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，能降低表面张力且提高表面耐化学性；接枝在碳纳米管上的羧甲基壳聚糖亲水，能够与金属表面形成相互作用，有助于碳纳米管更好地渗透到孔隙中，提高封孔效果；(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物在光引发剂与热引发剂的作用下，其巯基与双键发生反应，由于其疏水性，能够很好的扩散和铺展在合金材料表面，提高耐腐蚀性与疏水性等性能，进一步提高表面质量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：S1：在基体金属表面进行预处理，然后置于电解液中，进行微弧氧化处理，得表面有陶瓷层的合金材料A；
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述电解液包括以下原料：Na2SiO310～12g/L、KOH 1.5～2.0g/L、NaF 0.5～1.0g/L、Na3PO41.0～1.5g/L；
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷层厚度为20～30μm；所述金属膜的厚度为30～45μm。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述混合金属粉包括以下原料，按质量百分比：1～3％Y2O3粉、10～20％Ni粉、30～40％α-Al2O3粉、其余为TiB2粉；所述等离子喷涂法送粉速率为40～60g/min，喷涂速度为15～25mm/min，喷涂距离为80～100mm。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺
6.根据权利要求5所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述碳纳米管复合物的制备包括以下步骤：步骤一：取碳纳米管，加入水、乙醇中，搅拌均匀，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，升温至40～60℃，搅拌4～6h，过滤取固体、干燥，得氨基化碳纳米管；
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述氨基化碳纳米管包括以下原料，按质量份数计：10份碳纳米管、0.5～1份3-氨基丙基三乙氧基硅烷；
8.根据权利要求6所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述含巯基的硅氧烷共聚物为(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。
9.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述基体金属为镁铝合金，具体包括以下原料，按重量百分比计：Al 25～30％、Fe0.01～0.05％、Si 0.01～0.05％、Y0.1～0.2％、Zr 0.2～0.4％、Cu 1.0～2.0％、Mn 0.2～0.5％，其余为Mg。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺制备得到的耐腐蚀合金材料。
...【技术特征摘要】
1.一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：s1：在基体金属表面进行预处理，然后置于电解液中，进行微弧氧化处理，得表面有陶瓷层的合金材料a；
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述电解液包括以下原料：na2sio310～12g/l、koh 1.5～2.0g/l、naf 0.5～1.0g/l、na3po41.0～1.5g/l；
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述陶瓷层厚度为20～30μm；所述金属膜的厚度为30～45μm。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述混合金属粉包括以下原料，按质量百分比：1～3％y2o3粉、10～20％ni粉、30～40％α-al2o3粉、其余为tib2粉；所述等离子喷涂法送粉速率为40～60g/min，喷涂速度为15～25mm/min，喷涂距离为80～100mm。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通桥架系统用耐腐蚀合金材料的制备工艺，其特征在于：所述封孔剂包括以下原料，按质量份数计：10～15份碳纳米管复合物、4～6份含巯基的硅氧烷共聚物、0.01～0.02份光引发剂、0.01...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：江苏伽尔玛电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。