金属扣合法作为一种独特的冷修复工艺,完美解决了铸铁件难以焊接的特点,波浪键作为这种工艺的核心,其制备问题即为本课题主要研究内容。本文的研究目的是为制作出具有良好性能的波浪键材料,探索制备波浪键的成形工艺和针对船舶的不同机件的合适的金属材料。本研究对我国船舶装备和海上钻油平台的修复作业和经济发展具有一定的现实意义和应用价值。本文通过对波浪键的制备整体流程的研究,总结出修补材料波浪键的制备要点,为今后国内生产波浪键提供了方法和思路。同时,将改变以往只能向国外进口波浪键的状况,降低了企业和个人的生产维修成本。本课题主要探讨了金属扣合法的修复原理、波浪键材料的选择以及制备工艺。波浪键的制备采用的是冷墩工艺,主要分为切割、表面处润滑理、压力成形三个步骤。课题选用了硬度更高,耐腐蚀和耐高温性能更好的304不锈钢进行研究。通过模拟极性酸性环境,对不同的时长下波浪键成品的防腐蚀性能的实验进行了研究,发现通过冷成形工艺的波浪键相比于原材料具有更好的防腐蚀性。同时,利用显微硬度计对原材料和波浪键成品的力学性能作了对比研究发现,304号不锈钢制作的波浪键相比原件的显微硬度提升了5%以上。利用扫描电子显微镜对波浪键成品的初始组织进行表征,可以明显看到合金的锻造流线。通过金相分析发现,冷成形工艺可以使304不锈钢的金相发生变化,从而增加其硬度。通过对国外的波浪键进行了元素分析发现,其不含Cr元素,对课题以后波浪键的制造提供了思路。利用Abauqs有限元仿真软件,对波浪键在不同温度和不同厚度条件下进行模拟,证明适当降低工作温度和增大波浪键厚度能有效降低机件断裂的可能,具有一定的工程实际应用。且利用电化学腐蚀试验中的极化曲线测试,得到在不同浓度NaCl溶液304不锈钢波浪键比进口波浪键具有更好的耐腐蚀性。