一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法
【專利摘要】本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法，其特征：采用的防污耐蝕合金為黃銅基釬料合金，其組分及重量為：Zn18～28,Al1.0～3.0，Sn0.2～6.0，Cd0.1～2.5，As0.5～6.0，Pb0.01～1.0，Ｐ0.1～3.5，Cu余量，釬料合金屬黃銅系列釬料合金，有較高的耐海水腐蝕性能，同時加入Cd、As、Pb，Sn、P等合金元素，這些合金元素及銅元素生成的氧化物對于海洋生物具有較高的毒性，能驅(qū)除和殺死藤壺、貽貝和海藻等海洋污損生物。采用本發(fā)明制造輪船和軍艦水線下船體具有耐蝕和防止海洋生物附著生長的雙層功能。
【專利說明】
一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法涉及一種海洋船舶工程用鋼表面改性處理的方法，屬于材料工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種耐海水腐蝕、抑制海洋生物附著和生長的鋼材表面釬涂合金的釬涂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)鋼材在海水中除受到強(qiáng)烈電化學(xué)腐蝕外還受到海洋生物污損。對于油輪、貨輪和軍艦來說。海洋生物污損不但破壞船體表面防護(hù)層而且增加船體重量和阻力，降低航速，過度消耗油料。此外，海洋工程管道(鋼廠、電廠、海水淡化廠)也會受到海水腐蝕和海洋生物污損，使管道銹蝕或被海洋生物堵塞。為了提高海洋環(huán)境下鋼材表面耐腐蝕性能和防污損性能目前海洋工程用鋼表面防污、防腐方法主要有:防污涂料涂裝保護(hù)、鋁合金噴涂加涂裝保護(hù)、噴焊和激光熔敷、超聲速噴涂過渡層加冷噴涂紫銅。
[0003 ]防污涂料涂裝保護(hù)是在涂料中添加TBT (三丁基錫)、ZPT (旒氧吡啶鋅)等有毒有機(jī)物。TBT、ZPT是一種毒性很強(qiáng)的物質(zhì)，它在驅(qū)除和殺死藤壺、貽貝和海藻的海洋污損生物同時也對非標(biāo)生物產(chǎn)生威脅。污染海洋環(huán)境間接威脅人類健康，目前國家已經(jīng)禁止使用。
[0004]采用熱噴涂鋁合金涂層加涂裝保護(hù)。這種方法形成的涂層與母體主要為機(jī)械結(jié)合，結(jié)合力低，氣孔率難以控制。即使采取樹脂進(jìn)行封孔處理，在惡劣的海洋環(huán)境下也很難達(dá)到設(shè)計要求。噴涂時金屬液滴冷卻速度快，凝固時間短和受到溶劑殘留，環(huán)境溫度、濕度及母材表面粗糙度影響容易產(chǎn)生氣泡，大面積施工質(zhì)量難以保證。另外鋁合金涂層不能驅(qū)除和殺死藤壺、貽貝和海藻的海洋污損生物。
[0005]激光熔覆，噴焊(噴涂加重熔)會有5%?10%的母材熔入涂層，這樣一來涂層的耐腐蝕性就會大大降低，也不能抑制海洋生物附著生長。此外激光熔覆還有效率低，成本高的缺點
專利號CN201110086584專利采用超聲速火焰噴涂NiCr過渡層80?10lMi后再噴180?250μπιπι氧化鋁、氧化鈦絕緣層，最后用冷噴涂800?lOOOymm紫銅粉末。過渡層和紫銅粉末層之間有一層非金屬絕緣層結(jié)合力低，噴涂層不能保證沒有氣孔。超聲速火焰噴涂還有效率低、成本高的缺點。紫銅雖然有防污耐蝕效果，但是強(qiáng)度低，耐磨性差，單獨使用不如一些特特殊銅合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法提供了一種耐海水腐蝕、抑制海洋生物附著和生長的鋼材表面釬涂合金以及連續(xù)釬焊爐釬涂方法。
[0007]本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金為黃銅基釬料合金，其組分及重量為:ZnlS?28，八11?3，5110.2?6，。(10.1?2.5，八80.5?6.0，？130.01?1.0，？0.1?3.5，01余量。
[0008]本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法其特征在于以下步驟:
1)將釬料合金粉末、釬劑，粘合劑混合均勾制成膏劑；
2)首先對需要釬涂的鋼基體表面清理，清除表面氧化皮和油污。所述去除氧化皮的方法包括噴砂處理和酸洗；
3)將釬焊膏用噴槍或刷涂方法均勻地涂在干凈的基體表面上，涂層厚度為釬涂層厚度的2?3倍；
4)為了防止釬料熔化流淌，基體四周可涂阻流劑；
5)將基體送入可控氣氛釬焊爐，在保護(hù)氣氛下經(jīng)過預(yù)熱加熱區(qū)，釬焊區(qū)，冷卻區(qū)完成釬涂熔覆；
6)熔化的釬料在基體上通過潤濕鋪展，液態(tài)合金元素開始向固態(tài)鋼板表面擴(kuò)散形成冶金結(jié)合復(fù)合涂層。
[0009]本發(fā)明更加優(yōu)化釬涂方案如下，其特征在于:
1)將涂好釬焊膏的鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)入預(yù)熱爐，并預(yù)熱至540?600°C，涂層面朝上并保持水平狀態(tài)，均溫后通過傳送機(jī)構(gòu)順序出爐；
2)采用電弧熱源進(jìn)行加熱熔覆；
所述電弧熱源由一個或多個電弧噴嘴組成，排成一排；
3)在加熱熔覆過程中，電弧噴嘴沿鋼板橫向左右擺動，鋼板縱向移動；
4)熔覆完成以后的鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)送入降溫爐，均勻降溫后出爐，防止受熱不均變形。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的釬涂合金中含有銅、鉛、鎘、砷等合金元素，這些元素對耐海水有較高的耐腐蝕性，其氧化物對海洋污損生物具有極強(qiáng)的毒性，能夠抑制藤壺、牡蠣、海藻等海洋污損生物附著和生長。這些元素氧化腐蝕十分緩慢不會破壞海洋生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明的釬涂方法工藝簡單，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，可批量生產(chǎn)。
[0011]【具體實施方式】:
本發(fā)明一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法是這樣實現(xiàn)的，下面結(jié)合實施例進(jìn)行進(jìn)一步說明:
實施例1造船鋼板表面爐內(nèi)釬涂
1)所述釬料合金粉末為黃銅基合金材料，其化學(xué)成分重量百分比為:Zn20.5，Ai2.0，Sn0.5,Pb0.07, Cdl.8,As3.5, P0.5, Cu余量，經(jīng)過熔煉制成粉，加工成釬焊膏劑；
2)鋼板首先進(jìn)行表面清理，清除表面氧化皮和油污；
3)鋼板四周涂阻流劑，將釬焊膏用噴槍或刷涂方法均勻地涂在干凈的鋼板表面。涂層厚度設(shè)計為1.5mm，釬膏涂層厚度3.5 mm；
4)將鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)水平送入可控氣氛釬焊爐，在保護(hù)氣氛下經(jīng)過預(yù)熱加熱區(qū)，釬焊區(qū)，冷卻區(qū)完成奸涂fe覆。
[0012]實施例2造船鋼板表面電弧加熱釬涂
1)對造船鋼板進(jìn)行表面清理，清除表面氧化皮；
2)所述釬料合金粉末為銅基合金材料，其化學(xué)成分重量百分比為:Sn24.0，Ai2.1，Pb0.l, Cd2.0,As4.5, P2.5, Cu余量。經(jīng)過熔煉制成粉，加工成釬焊膏劑； 3)鋼板四周涂阻流劑，將釬焊膏用噴槍或刷涂方法均勻地涂在干凈的鋼板表面。涂層厚度設(shè)計為0.75MM，釬膏涂層厚度2mm ;
4)將鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)送入預(yù)熱爐預(yù)熱至540?600°C，均溫后通過傳送機(jī)構(gòu)順序出爐；
5)采用電弧噴槍進(jìn)行加熱熔覆時，熱源由一個或多個電弧噴嘴組成，排成一排，沿鋼板橫向左右擺動，鋼板縱向移動；
6)釬涂熔覆完成之后通過傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)冷卻爐均勻冷卻降溫。防止冷速過快不均勻鋼板變形。
[0013]所述的防污耐蝕釬涂合金是一種釬料合金；
上述合金中主加元素Cu、Zn雖然屬黃銅基釬料合金系列，但與普通黃銅釬料合金不同，其中均添加了有較多的Cd、As、Pb、Sn、P等合金元素，這些合金元素生成的氧化物對于海洋生物具有較高的毒性，能驅(qū)除和殺死藤壺、貽貝和海藻等海洋污損生物。
[0014]本發(fā)明的海洋工程鋼表面防污耐蝕合金釬涂方法主要是用來大批量生產(chǎn)造船鋼板的，用這種鋼板制造輪船和軍艦水線下船體具有耐蝕和防止海洋生物附著生長的雙層功會K。
【主權(quán)項】
1.一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法，其特征是:海洋工程鋼表面防污耐蝕合金為黃銅基合金，其組分及重量為:Znl8?28，Al I?3，Sn0.2?6，Cd0.1?2.5，As0.5?6.0，Pb0.01 ?1.0，？0.1?3.5，01余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法，其特征在于以下步驟: 1)將釬料合金粉末、釬劑，粘合劑混合均勾制成膏劑； 2)首先對需要釬涂的鋼基體表面清理，清除表面氧化皮和油污;所述去除氧化皮的方法包括噴砂處理和酸洗； 3)將釬焊膏用噴槍或刷涂方法均勻地涂在干凈的基體表面上，涂層厚度為釬涂層厚度的2?3倍； 4)為了防止釬料熔化流淌，基體四周可涂阻流劑； 5)將基體送入可控氣氛釬焊爐，在保護(hù)氣氛下經(jīng)過預(yù)熱加熱區(qū)，釬焊區(qū)，冷卻區(qū)完成釬涂熔覆； 6)熔化的釬料在基體上通過潤濕鋪展，液態(tài)合金元素開始向固態(tài)鋼板表面擴(kuò)散形成冶金結(jié)合復(fù)合涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法，本發(fā)明更加優(yōu)化的釬涂方案，其特征在于: 1)將涂好釬焊膏的鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)入預(yù)熱爐，并預(yù)熱至540?600°C，涂層面朝上并保持水平狀態(tài)，均溫后通過傳送機(jī)構(gòu)順序出爐； 2)采用電弧熱源進(jìn)行加熱熔覆； 3)在加熱熔覆過程中，電弧噴嘴沿鋼板橫向左右擺動，鋼板縱向移動； 4)熔覆完成以后的鋼板通過傳送機(jī)構(gòu)送入降溫爐，均勻降溫后出爐，防止受熱不均變形。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的所述熱源一種海洋工程鋼表面防污耐蝕合金及釬涂方法，其特征在于電弧熱源由一個或多個電弧噴嘴組成，排成一排。
【文檔編號】B23K35/30GK105965122SQ201610468664
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月25日
【發(fā)明人】葛長路
【申請人】葛長路