[发明专利]一种船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料及其制备方法。该材料包括骨料和粉料，所述骨料和粉料的重量比为45‑65:1；所述骨料为铜合金或纯铜粉，所述粉料包括以下按重量份数计的组分：纳米石墨粉20‑39份、碳纳米管10‑18份、丁腈橡胶8‑17份、氯化镁10‑27份、氧化钙1‑4份、甘油醇15‑20份、海藻酸钠1‑3份、去离子水8‑14份。与现有技术相比，本发明船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料质地轻，抗拉强度大，耐腐蚀性强，延伸率高，且经过多次循环周次下疲劳强度大，适合用于制备船舶锚链。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料及其制备方法。

背景技术

锚链是连接锚和船体或海洋工程设备之间的链条，随着人类对海洋资源的不断利用和开发，海洋矿产资源勘探开发工程、海上潮汐电站、波浪电站和温差电站等海洋能源开发装置等不断投入使用，为人类提供新能源。因此，锚链的取材好坏直接影响船舶的形成安全，如何选择耐腐蚀耐疲劳的材料是值得探讨的问题。

申请号201510106249.5，名称为一种长寿命琵琶弦，琵琶弦为层状复合结构，层状复合结构的内芯为钢丝，在内芯的外表面包覆设置有中间层，在中间层的外表面设置有尼龙外层；在钢丝内芯的外表面设置有涂层，涂层为金属陶瓷复合涂层；中间层为铜基合金层；层状复合结构的内芯为单根钢丝或多根钢丝复合形成的钢丝绞绳。通过涂层的设置可以有效的提高内芯的强度和弹性模量，进而提高内芯抵抗疲劳损伤的能力，防止内芯表面原有的裂纹在多次长时间重复弹奏的条件下进一步扩展，造成断裂；同时由于涂层成分既含有金属又含有陶瓷，因此琵琶弦演奏的音色既具有金属声音明亮的特点，也具有陶瓷带来的比较温和、舒缓的特点。虽然该材料的抗疲劳效果高，但是用于船舶锚链上还具有一定缺点，即耐磨和抗腐蚀性能差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料及其制备方法，该铜基复合材料抗疲劳效果好，耐腐蚀性能强，适合制备船舶锚链，且制备方法简单，对设备要求低。

一种船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料，包括骨料和粉料，所述骨料和粉料的重量比为45-65:1；所述骨料为铜合金或纯铜粉，所述粉料包括以下按重量份数计的组分：纳米石墨粉20-39份、碳纳米管10-18份、丁腈橡胶8-17份、氯化镁10-27份、氧化钙1-4份、甘油醇15-20份、海藻酸钠1-3份、去离子水8-14份。

作为改进的是，所述粉料包括以下按重量份数计的组分：纳米石墨粉35份、碳纳米管12份、丁腈橡胶15份、氯化镁22份、氧化钙2份、甘油醇18份、海藻酸钠2份、去离子水10份。

作为改进的是，所述纳米石墨粉的粒径为10-15μm。

作为改进的是，所述铜合金满足Fe 0.2-0.5％、Pr 0.2-0.5％、Mn 0.2-0.5％，Ce0.5-1.2％,Si 5-7.6％，Ti 0.8-1.8％，余量为Cu。

上述船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照重量分数称取下列组分；

步骤2，将纳米石墨粉、碳纳米管、氯化镁、氧化钙、甘油醇、去离子水混合，投入反应釜中，加热融化后，再加入丁腈橡胶和海藻酸钠，搅拌后，喷雾干燥，得粉料；

步骤3，将骨料和粉料按照比例混合后，投入中频熔化炉中，融化后转入模具中，冷却后脱模，即可。

作为改进的是，步骤2中喷雾干燥的温度为150-180℃。

作为改进的是，步骤3中模具预先用蓖麻油涂层处理。

有益效果：

与现有技术相比，本发明船舶锚链用抗疲劳铜基复合材料质地轻，抗拉强度大，耐腐蚀性强，延伸率高，且经过多次循环周次下疲劳强度大，适合用于制备船舶锚链。