[发明专利]高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料及其制备方法

说明书

本发明申请公开了一种高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料，该材料的重量百分比组成为：Cu 60～72％，Sn 2.0～3.0％，Al 0.8～2％，X₁0.002～0.2％，X₂0.02～0.5％，余量为Zn和不可避免的杂质；其中X₁为La、Ce、Y三种元素中的至少一种，X₂为B、P两种元素中的至少一种。该材料兼具强度高、韧性好、耐腐蚀性能好的多重优势，能够很好地应用在海水养殖中。本发明申请还公开了上述高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料的制备方法，采用电磁‑超声复合工艺制成的铝黄铜合金网衣材料的抗拉强度≥450MPa，伸长率≥35％，脱锌腐蚀深度＜100μm。

技术领域

本发明属于网衣技术和铜合金技术领域，具体涉及一种高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料及其制备方法。

背景技术

在海水养殖业中，通常利用网箱来养殖鱼类，而网衣材料是制作网箱的基本原料。传统的网衣材料是由合成纤维制成，如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等，虽然合成纤维具有较好的耐腐蚀性能和韧性，但传统的网衣材料存在以下缺陷：1、由于网箱需长期浸没在海水中，而海水中有大量快速生长的藻类孢子、动物幼虫等微生物，即海洋污损生物，附着在网衣表面，这样就容易将网孔堵塞，继而降低溶解氧、导致鱼类感染疾病、恶化水质，所以需要频繁清洁和换网；2、合成纤维自身质量轻、强度小，所以由其制成的网衣材料抗风浪、抗冲蚀能力较差，一旦遇上台风等强风暴袭击便损失惨重。

鉴于上述传统网衣材料的缺陷，技术人员迫切希望能够研究出具有防止海洋污损生物的附着作用同时强度高的网衣材料，而铜就符合这样的性能要求。由于铜在海洋环境中会电离出铜离子，而铜离子具有天然的抗菌性能，所以由铜作为主要成分制成的网衣能够防止海洋污损生物的附着作用；而且，由于铜是重金属，自然比合成纤维的质量重、强度高。具体的，HA177-2铝黄铜合金因其优异的力学性能、抗菌、抗生物附着性、成本低的优点而成为网箱网衣理想材料。但是因为HA177-2铝黄铜合金中Zn含量大于20wt％，而Zn在海水中很容易溶解，留下大量的孔洞，造成材料严重腐蚀，所以该合金在海水养殖使用过程中，存在脱锌腐蚀的缺陷，这种腐蚀是黄铜主要的破坏形式，最终会使黄铜的强度降低，大大缩短网衣的使用寿命。为了提高耐腐蚀性，传统的方法是向黄铜中加入适量的砷，这样制成的网衣材料虽然能够提高耐腐蚀性能，但提高的幅度非常有限，远不能满足海水养殖中网衣抗冲蚀腐蚀的需要，而且砷元素的毒性对养殖是致命的。

所以，现有技术中缺乏兼具强度高、韧性好、耐腐蚀性能好、无毒无害多重优势的高强韧耐腐蚀性能优良的网衣材料，现有技术的铝黄铜合金不能很好地应用在海水养殖中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种兼具强度高、韧性好、耐腐蚀性能好、无毒无害多重优势的高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料，能够很好地应用在海水养殖中。

本发明的技术解决方案如下：一种高强韧耐腐蚀的铝黄铜合金网衣材料，该材料的重量百分比组成为：Cu 60～72％，Sn 2.0～3.0％，Al 0.8～2％，X₁ 0.002～0.2％，X₂0.02～0.5％，余量为Zn和不可避免的杂质；其中X₁为La、Ce、Y三种元素中的至少一种，X₂为B、P两种元素中的至少一种。

优选地，所述铝黄铜合金网衣材料的重量百分比组成为：Cu 65～70％，Sn 2.2～2.8％，Al 1～1.8％，X₁ 0.005～0.15％，X₂ 0.05～0.2％，余量为Zn和不可避免的杂质；其中X₁为La、Ce、Y三种元素中的至少一种，X₂为B、P两种元素中的至少一种。