一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板的制作方法

本技术属于防腐工程，具体为一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板。

背景技术：

1、随着经济发展和科技进步，以及人民生活水平、审美观念的提高，对于防腐工程项目的需求和要求都将有所提高，将不止于确保物体设施的安全性和耐蚀性、延长使用寿命的低技术水平，防腐工程的市场规模将有所扩大。

2、海洋环境含有大量的自由的氯离子，他们会破坏海洋工程中金属基体的表面，并引起腐蚀。因此海洋中许多设备都会需要用防腐涂料进行处理，比如说海上设施、集装箱、海上桥梁、输油管线，海岸及海湾构造物、海上石油钻井平台、船舶等，海洋防腐蚀一直是亟需解决的问题。对海洋环境用钢防腐措施一般是在钢材制成具体工具后涂抹防腐涂料，海水防腐涂料面对的环境比较特殊，它的要求比一般的防腐漆要高，因此成本较贵，且在使用过一段时间后需要再次涂抹防腐涂层才能适当延长钢材在此种极端环境下使用寿命，并不是长久之计。如果想要钢结构建筑长期使用，又不想进行大面积维护，更好的保护方法是钢材本身具有长效防腐性能，使用寿命达20～30年，并且维修费用较低，可以获得明显的经济效益。

技术实现思路

1、本实用新型针对传统钢板防腐、防爆及抗冲击性能差，使用寿命短，长时间使用后易变形等缺陷；目的在于提供一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，以解决现有技术中极端环境用钢所遇到的钢材防腐性能等技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，包括基层钢，防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层，上下总共九层；所述基层钢上方和下方分别为一号防冲击层和二号防冲击层，所述一号防冲击层上方和二号防冲击层下方分别是一号防爆层和二号防爆层，在所述一号防爆层上方和二号防爆层下方分别是一号耐摩擦层和二号耐摩擦层，所述一号耐摩擦层上方和二号耐摩擦层下方分别是一号防腐层和二号防腐层。

3、通过采用上述钢材结构设计方案，在基层钢的上下两侧设置一号、二号防冲击层，一号、二号防爆层，一号、二号耐摩擦层和一号、二号防腐层，以增加钢材的防腐性能、耐摩擦性能及抗冲击能力，从而增加钢材的使用寿命。

4、所述基层钢与防冲击层之间，以及防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层之间均由可控温度下煅烧连接而成，能够增强各功能层与基层之间的连接的致密融洽性；所述防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层以基层钢为中心呈对称状，厚度根据连接工艺不同而调整。

5、进一步的，所述一号防冲击层和二号防冲击层为30-70％碳化铬合金层；

6、进一步的，所述一号防爆层和二号防爆层为二硼化钛防爆层，其具有高硬度、高熔点特性，是金属材料很好的增强剂。

7、进一步的，所述一号耐摩擦层和二号耐摩擦层为铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨中的一种合金耐磨层，此层煅烧、焊接等过程经中温或高温回火时，有二次硬化效应，增强其耐摩擦性能。

8、进一步的，所述一号防腐层和二号防腐层为碳化钛-钛基薄层，所述碳化钛-钛基薄层为0.15-0.5wt％碳化钛纳米粉体均匀分散于透明钛基前驱体中涂覆后煅烧形成，厚度控制为200nm-10μm。所述碳化钛纳米粉体的粒度为50nm-500nm，均匀分散于透明钛基前驱体中成纳米流体，然后通过涂覆后煅烧形成碳化钛-钛基薄层作为防腐层，此防腐层具有较好的致密性，除了具备物理防腐作用，还具备光生阴极保护作用，从原理上说是一种永久性防腐措施，从防腐层的物理特性来说，随着时间流逝不易脱落，有较强的的硬度和防摩擦能力，造就了此类钢材在极端环境下使用优异的物化特性。

9、碳化钛(tic)比碳化钨(wc)更适合在高温高侵蚀的工作条件下使用。在目前已知的世界十大熔点最高材料排名碳化钛排第八位。在空气中抗氧化温度可达1100℃，具有十分优异的理化性能，具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定特性。同时纳米级颗粒具有空间尺度优势，不会影响基材本身的性能，也不会影响钢材表面的粗糙度。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、通过基层钢、防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层煅烧连接制成一体钢板，具备优异的耐摩擦、防爆、抗冲击、防腐性能，且承载能力和抗震性能等均有所提高，相较于传统钢板提高了应用过程的安全性；极大延长了普通钢的使用寿命和使用范围，可用于极端环境下的工业设备等领域，比如海上设施、集装箱、海上桥梁、输油管线，海岸及海湾构造物、石油钻井平台、船舶等，同时极大地降低了使用期间的维护成本，具有较大的经济价值。

技术特征：

1.一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，其特征在于：包括基层钢(1)，防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层，上下总共九层；所述基层钢(1)上方和下方分别为一号防冲击层(2)和二号防冲击层(3)，所述一号防冲击层(2)上方和二号防冲击层(3)下方分别是一号防爆层(4)和二号防爆层(5)，在所述一号防爆层(4)上方和二号防爆层(5)下方分别是一号耐摩擦层(6)和二号耐摩擦层(7)，所述一号耐摩擦层(6)上方和二号耐摩擦层(7)下方分别是一号防腐层(8)和二号防腐层(9)；

2.根据权利要求1所述的一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，其特征在于：所述基层钢(1)与防冲击层之间，以及防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层之间均由可控温度下煅烧连接而成；所述防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层以基层钢(1)为中心呈对称状，厚度根据连接工艺不同而调整。

3.根据权利要求2所述的一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，其特征在于：所述一号防爆层(4)和二号防爆层(5)为二硼化钛防爆层。

4.根据权利要求3所述的一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，其特征在于：所述一号耐摩擦层(6)和二号耐摩擦层(7)为铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨中的一种合金耐磨层。

技术总结
本技术公开了一种碳化钛纳米颗粒合金复合高防腐钢板，包括基层钢，防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层，上下总共九层。基层钢与防冲击层以及防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层之间均由可控温度下煅烧连接而成，能够增强各功能层与基层之间连接的致密性；防冲击层、防爆层、耐摩擦层、防腐层以基层钢为中心呈对称状，厚度根据连接工艺不同而调整。防冲击层为碳化铬合金层，防爆层为二硼化钛，耐摩擦层为铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨合金，防腐层为碳化钛‑钛基薄层。该防腐钢板具备优异的耐摩擦、防爆、抗冲击、防腐性能，可用于极端环境下的工业设备等领域，提高了使用过程的安全性，降低了使用期间的维护成本，具有良好的经济价值。

技术研发人员：李文靓,杨亚东,刘波,郭赟
受保护的技术使用者：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司
技术研发日：20230519
技术公布日：2024/1/15