[发明专利]一种螺旋桨修复用耐空泡腐蚀高锰铝青铜焊丝及制造方法

说明书

一种螺旋桨修复用耐空泡腐蚀高锰铝青铜焊丝，化学成分及质量百分比为：Mn 10.0～14.5％，Al 6.5～9.0％，Fe 1.5～4.5％，Ni 1.0～3.5％，Ti 0.2～0.4％，Nb 0.2～0.3％，Te 0.10～0.25％，La 0.02～0.05％，P 0.01～0.03％，余量为Cu，焊丝直径为1.0～1.4mm。制造方法步骤如下：称取原料在上引炉中1050～1250℃下熔炼，熔化后在1100～1200℃下进行上引得到铜杆，将铜杆用拉丝机进行拉拔，拉拔减径比为20％，拉拔后在线退火，退火温度为650～800℃，得到焊丝粗料，除去焊丝粗料表面的氧化皮，再用拉丝机进行拉拔，得到成品焊丝，成品焊丝的直径为1.0～1.4mm。本焊丝适用于螺旋桨表面腐蚀坑进行补焊修复，其适应于采用纯氩气体保护焊接。焊接工艺性好，力学性能稳定。而且制备方法步骤简单，加工方便，适宜在行业内推广。

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨修复用耐空泡腐蚀高锰铝青铜焊丝及制造方法。

背景技术

作为船舶的重要推进装置的螺旋桨，在海水中会遭受腐蚀，也会受到空泡腐蚀。空泡腐蚀是指由于液体内部压力起伏引起气泡形核、生长以及溃灭的这一空化过程，所造成材料的损伤。另外，空泡腐蚀和腐蚀之间存在交互作用，加速材料的失效。因此，要求船用螺旋桨材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性。铜及其合金具有优异的耐海水腐蚀性能，锰黄铜、高锰铝青铜及镍铝青铜是3种广泛应用于海洋船舶螺旋桨的铜合金。锰黄铜，具有较好的承受冷热加工能力，在海水、氯化物及过热蒸汽中有很好的耐蚀性，且其造价较低，但极易发生脱锌腐蚀，力学性能和抗空泡腐蚀性能进一步下降，用于制造低转速螺旋桨。高锰铝青铜和镍铝青铜是两种添加了Mn、Fe和Ni的铝青铜。镍铝青铜具有强度高、断裂韧性好、耐海水空泡腐蚀、耐海水腐蚀等优点，较广泛应用于螺旋桨材料，但是造价较高。高锰铝青铜与锰黄铜相比，它具有更高的力学性能和耐海水腐蚀性能；与镍铝青铜相比，它具有更好的焊接、热加工和铸造性能。高锰铝青铜是一种高强度铜合金,是在普通铝青铜的基础上，通过添加锰、铝、铁、镍、钛等多元合金和稀土变质处理,使基体组织得到强化,细小的硬质相均匀地分布在强韧的基体上,进一步提高其强度而不降低其塑性而形成的一类合金。高锰铝青铜材料具有较高的强度、硬度、韧性、耐磨性等,综合机械性能良好。高锰铝青铜材料在大气、淡水、海水中均有良好的耐蚀性,抵抗高速海水冲刷，腐蚀疲劳强度高，因为高锰铝青铜材料的电极电位较高，更重要的是材料的表面能生成牢固的氧化铝薄膜，这种薄膜一旦被破坏，还能“自愈”而重新成膜覆盖，因此耐腐蚀性能好。且高锰铝青铜合金铸造性能好且可焊,因而，高锰铝青铜材料是世界各国制作大型螺旋桨的主要材料之一，有时也用做海上石油平台、海水管路系统等的设备部件。高锰铝青铜材料还被广泛应用于轧钢设备及其它冶金机械,制作滑块、滑板、轴瓦、轴套、螺母等，能很好地满足生产工况的要求。

大型船用螺旋桨一般包括轮毂、桨叶、叶根、随边、叶稍和导边，螺旋桨的制造一般采用铸造和机械加工技术制造。船用螺旋桨长期浸泡在海水中，必须面对高盐腐蚀环境，螺旋桨运动时桨叶在旋转过程中，水中要产生气泡，气泡向上浮动会导致桨叶表面出现真空，所以会导致桨叶表面出现蜂窝状的小坑，也就是上面提到的空泡腐蚀。因此，船用螺旋桨要定期进行修复，修复的主要方法就是对螺旋桨表面腐蚀坑进行补焊。

专利申请号CN202122759938.X公布了一种高锰铝青铜合金螺旋桨，专利申请号CN202123196259.2公布了一种锆、钪和锶复合微合金化的高锰铝青铜合金螺旋桨，专利申请号CN202010713956.1公布了一种高耐磨耐腐蚀的高锰铝青铜合金螺旋桨及其制作方法，专利申请号CN201810567597.6公布了一种高锰铝青铜合金螺旋桨。

上述申请仅是用于制作和焊接螺旋桨，但是没有关于螺旋桨表面腐蚀坑进行补焊的研究，所以专用于螺旋桨修复用的耐空泡腐蚀高锰铝青焊丝是现代造船领域一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种螺旋桨修复用耐空泡腐蚀高锰铝青铜焊丝，其适用于螺旋桨表面腐蚀坑进行补焊修复，其适应于采用纯氩气体保护焊接。焊接工艺性好，力学性能稳定。