本發明涉及金屬材料加工
技術領域：
，特別涉及一種橋梁用復合金屬材料的生產工藝及應用。
背景技術：
：在當今世界上高新技術層出不窮，迅猛發展的今天，在好多領域其金屬材料本身已無法滿足設計要求和使用標準，如用于大型橋梁的材。主要存在的問題是用于大型橋梁的材料其性能要求高、質量輕、強度高等，可是現有的金屬材料是無法滿足其性能要求，只能首先考慮架橋時所需要承受的能力，滿足以上技術指標后才能考慮減輕重量問題。對此，復合金屬材料的應用就顯得尤為關鍵。復合金屬材料是指利用復合技術或多種、化學、力學性能不同的金屬在界面上實現冶金結合而形成的復合材料，其極大地改善了單一金屬材料的熱膨脹性、強度、斷裂韌性、沖擊韌性、耐磨損性、電性能、磁性能等諸多性能，從而使得復合材料具有優異的力學性能，因而被廣泛應用到產品廣泛應用于石油、化工、船舶、冶金、礦山、機械制造、電力、水利、交通、環保、壓力容器制造、食品、釀造、制藥等工業領域。然而，現有的復合金屬材料雖然在多項物理指標上有了很大改善，但具體到大型橋梁建造方面，仍然不能有效滿足人們對于高強度、高硬度等指標的要求，限制了材料工程學的發展和推進。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供一種橋梁用復合金屬材料的生產工藝，通過特定的生產工藝，輔以適宜原料組合，使得制備而成的橋梁用復合金屬材料的抗拉強度和抗壓強度優異，且耐腐蝕性能強，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種橋梁用復合金屬材料的生產工藝，包括以下步驟：（1）將三氧化四鐵50-60份、氧化鋁40-50份、釹粉15-25份、硫化鍺12-16份、二叔戊酰甲烷鈰5-7份、鱗片石墨4-6份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯18-22份、馬來酸酐接枝聚丙烯12-16份、聚二甲基硅氧烷8-10份、聚乙烯吡啶6-8份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理30-45分鐘，得超聲處理混合物；（3）將呋喃甲醇5-9份、乙二酸鈉4-6份、偏苯三酸酐2-4份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以750-850轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力550-650MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入熱穩定劑3-5份、變性劑3-5份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為980-1020℃，燒結時間為1-2小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。優選地，所述熱穩定劑選自丙二醇甲醚醋酸酯、1,1-二異丙氧基三甲胺、乙酰磺胺酸鉀中的任意一種或幾種。優選地，所述變性劑選自對硝基苯酚、鯨蠟烷三甲基溴化銨、六亞甲基四胺中的任意一種或幾種。優選地，所述步驟（1）中球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為2-4小時。優選地，所述步驟（2）中超聲震蕩處理的功率為1500W。本發明的另一個目的是提供上述生產工藝在制備含金屬成分復合材料中的應用。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明采用先將三氧化四鐵、氧化鋁、釹粉、硫化鍺、二叔戊酰甲烷鈰、鱗片石墨進行研磨混勻、濕法球磨、真空干燥得真空干燥混合物，隨后將甲氧基乙酸甲酯、馬來酸酐接枝聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡啶進行超聲震蕩后加入前述真空干燥混合物再次超聲震蕩，配以經攪拌處理的呋喃甲醇、乙二酸鈉、偏苯三酸酐進行混煉，最后冷壓成型、真空燒結得到成品的生產工藝，使得制備而成的橋梁用復合金屬材料的抗拉強度和抗壓強度優異，且耐腐蝕性能強，能夠滿足行業的要求，具有良好的應用前景。（2）本發明的橋梁用復合金屬材料的生產工藝所用原料廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）將三氧化四鐵50份、氧化鋁40份、釹粉15份、硫化鍺12份、二叔戊酰甲烷鈰5份、鱗片石墨4份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為2小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯18份、馬來酸酐接枝聚丙烯12份、聚二甲基硅氧烷8份、聚乙烯吡啶6份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理30分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為1500W；（3）將呋喃甲醇5份、乙二酸鈉4份、偏苯三酸酐2份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以750轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力550MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入丙二醇甲醚醋酸酯3份、對硝基苯酚3份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為980℃，燒結時間為1小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。實施例2（1）將三氧化四鐵55份、氧化鋁45份、釹粉20份、硫化鍺14份、二叔戊酰甲烷鈰6份、鱗片石墨5份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為3小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯20份、馬來酸酐接枝聚丙烯14份、聚二甲基硅氧烷9份、聚乙烯吡啶7份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理38分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為1500W；（3）將呋喃甲醇7份、乙二酸鈉5份、偏苯三酸酐3份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以800轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力600MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入1,1-二異丙氧基三甲胺4份、鯨蠟烷三甲基溴化銨4份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為1000℃，燒結時間為1.5小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。實施例3（1）將三氧化四鐵60份、氧化鋁50份、釹粉25份、硫化鍺16份、二叔戊酰甲烷鈰7份、鱗片石墨6份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為4小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯22份、馬來酸酐接枝聚丙烯16份、聚二甲基硅氧烷10份、聚乙烯吡啶8份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理45分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為1500W；（3）將呋喃甲醇9份、乙二酸鈉6份、偏苯三酸酐4份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以850轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力650MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入乙酰磺胺酸鉀5份、六亞甲基四胺5份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為1020℃，燒結時間為2小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。實施例4（1）將三氧化四鐵60份、氧化鋁40份、釹粉25份、硫化鍺12份、二叔戊酰甲烷鈰7份、鱗片石墨4份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為4小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯22份、馬來酸酐接枝聚丙烯12份、聚二甲基硅氧烷10份、聚乙烯吡啶6份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理30分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為1500W；（3）將呋喃甲醇9份、乙二酸鈉4份、偏苯三酸酐4份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以850轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力550MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入丙二醇甲醚醋酸酯5份、鯨蠟烷三甲基溴化銨3份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為1020℃，燒結時間為1小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。對比例1（1）將三氧化四鐵50份、氧化鋁40份、釹粉15份、硫化鍺12份、二叔戊酰甲烷鈰5份、鱗片石墨4份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為150轉/秒，球磨時間為2小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯18份、馬來酸酐接枝聚丙烯12份、聚二甲基硅氧烷8份、聚乙烯吡啶6份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理30分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為2000W；（3）將呋喃甲醇5份、乙二酸鈉4份、偏苯三酸酐2份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的8%碳酸氫三鈉溶液，以750轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強12MPa，反應溫度650℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力550MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入丙二醇甲醚醋酸酯3份、對硝基苯酚3份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為900℃，燒結時間為1小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。對比例2（1）將三氧化四鐵60份、氧化鋁40份、釹粉25份、硫化鍺12份、二叔戊酰甲烷鈰7份倒入研缽中研磨至混合均勻，再將混合粉末送入行星式球磨機中，添加適量的酒精進行濕法球磨，球磨機的轉速為200轉/秒，球磨時間為4小時，隨后將經球磨處理的混合粉末置于真空干燥箱中，在85℃下烘干，放置備用；（2）將甲氧基乙酸甲酯22份、聚二甲基硅氧烷10份、聚乙烯吡啶6份加入超聲震蕩器中超聲分散均勻，再加入步驟（1）制備的混合粉末，繼續超聲震蕩處理30分鐘，得超聲處理混合物，其中超聲震蕩處理的功率為1500W；（3）將呋喃甲醇9份、乙二酸鈉4份、偏苯三酸酐4份加入攪拌釜混合，再加入2倍質量的10%碳酸氫三鈉溶液，以850轉/分鐘的速度攪拌50分鐘，得攪拌處理混合物；（4）將步驟（2）所得的超聲處理混合物與步驟（3）所得的攪拌處理混合物共同注入雙輥混煉機混煉，壓強15MPa，反應溫度550℃，反應時間為3小時，得混煉產物；（5）將步驟（5）所得混煉產物裝入模具中，在壓力550MPa下進行冷壓成型，保壓時間為3分鐘；（6）將冷壓成型的產物加入坩堝電阻爐中，再加入丙二醇甲醚醋酸酯5份、鯨蠟烷三甲基溴化銨3份，抽真空后進行真空燒結，燒結溫度為1020℃，燒結時間為1小時，得到真空燒結產物；（7）將真空燒結產物進行表面磨削、去毛刺處理，然后浸油，得到成品。將通過實施例1-4和對比例1-2的生產工藝制得的橋梁用復合金屬材料分別根據國家標準和行業標準的方法進行抗拉強度、抗壓強度的測定，同時浸泡于10wt%的NaCl溶液中8天，后置于適度98%、溫度50℃的環境中放置30天觀察是否腐蝕，所得的測試結果見表1。表1　抗拉強度（MPa）抗壓強度（MPa）耐鹽霧腐蝕性實施例18203280無變化實施例210403560無變化實施例310203490無變化實施例49503320無變化對比例16302170輕度腐蝕對比例25902090輕度腐蝕本發明采用先將三氧化四鐵、氧化鋁、釹粉、硫化鍺、二叔戊酰甲烷鈰、鱗片石墨進行研磨混勻、濕法球磨、真空干燥得真空干燥混合物，隨后將甲氧基乙酸甲酯、馬來酸酐接枝聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡啶進行超聲震蕩后加入前述真空干燥混合物再次超聲震蕩，配以經攪拌處理的呋喃甲醇、乙二酸鈉、偏苯三酸酐進行混煉，最后冷壓成型、真空燒結得到成品的生產工藝，使得制備而成的橋梁用復合金屬材料的抗拉強度和抗壓強度優異，且耐腐蝕性能強，能夠滿足行業的要求，具有良好的應用前景。本發明的橋梁用復合金屬材料的生產工藝所用原料廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。當前第1頁1 2 3