一种耐腐蚀铝合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤，首先将99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能球磨后，得到混合粉末；然后将所述混合粉末经过等静压成型后，得到预制坯；最后将上述步骤得到的预制坯预热后，再进行热挤压，得到铝合金。本发明专利技术提供的制备方法具有挤压时同时实现快速烧结，无需单独的烧结过程以及后续的固溶、时效等热处理过程即可实现高性能的特点，且全程可在空气气氛下进行，同时还具有工艺简捷、操作方便、步骤少等优点，适合于大规模的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料
，具体涉及一种耐腐蚀铝合金的制备方法。
技术介绍
铝是一种在地壳中分布广泛的金属元素，纯铝具有质量轻、密度小、可塑性好等优点，可以进行各种机械加工。但是纯铝的强度低，因此只有通过合金化才能得到可作为结构材料使用的各种铝合金。铝合金以铝为基体，可以根据不同的需要添加铜、硅、镁、锌、锰、镍、铁、钛、铬或锂等金属。铝合金的密度低，强度和比刚度高，主要分为两大类：铸造铝合金和变形铝合金，主要用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。目前铝合金已成为继钢铁之后应用最广泛的金属材料。常规的铝合金的制备过程比较复杂，第一步将铝锭熔化后加入合金元素，通过搅拌使其合金化，浇铸冷凝后得到铝合金锭；第二步将铝合金锭车掉氧化物外表皮，再将该铝合金锭预热后经挤压机挤出得到铝合金棒，此时得到的棒材性能较低，不能直接使用；第三步将铝合金棒在一定温度下进行固溶处理；第四步对棒材在一定温度下进行时效处理，使得金属间化合物沉淀在晶界上从而起到增强效果，最终使得材料获得理想的力学性能。轻质、高强是铝合金的显著特点。如变形铝合金中7系铝合金具有强度高、硬度高、密度低和热加工性能好的优点，因而在航空航天领域作为重要的结构材料得到广泛应用。而耐腐蚀则是铝合金材料的另一大突出特点，铝合金的表面易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜，这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏，因此具有很好的耐大气(包括工业性大气和海洋大气)腐蚀和海水腐蚀的能力，能抵抗多数酸和有机物的腐蚀。采用缓蚀剂，可耐弱碱液腐蚀；采用保护措施，可以提高铝合金的耐蚀性能。在各种牌号的变形铝及铝合金中，5系铝合金由于添加了金属锰和镁属于防锈铝合金，具有优秀的抗蚀性。如5083铝合金是耐腐蚀铝合金的代表牌号，是5系中应用最广的一个牌号合金，主要制备过程是将全致密的铝合金锭经热轧、冷轧及退火工艺得到高耐腐蚀铝合金。目前美国利用该方法制备得到5083铝合金的强度为270MPa，屈服强度为110HB。但是由于我国原材料行业的纯度问题始终无法解决，再加上工艺缺陷导致最终合金中杂质过多，大大影响了合金的耐腐蚀性。此外合金中起主要增强作用的Mg5Al8或Mg2Al3等金属间化合物在晶界中分布不均匀，从而导致该合金的强度与耐腐蚀性与进口材料相比仍有一定的差距，因而在使用高耐蚀铝合金的关键领域，如海运舰船、飞机部件、运输设备和医疗器械等大多采用进口5083铝合金。因此为满足我国现代工业发展对高强、高耐腐蚀铝合金材料的不断需求，如何在材料组成与制备方法上有所革新，在保持抗蚀性基本不变的同时，还能最大限度的提高耐腐蚀铝合金材料的强度，一直是领域内的前沿学者亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种耐腐蚀铝合金的制备方法，本专利技术提供的制备方法，能够使得铝合金具有较好的耐腐蚀性能的基础上，还能具有较好的力学强度，同时制备方法简单，成本低，易于实现规模化生产。本专利技术提供了一种耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤，a)将99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能球磨后，得到混合粉末；b)将所述混合粉末经过等静压成型后，得到预制坯；c)将步骤b)得到的预制坯预热后，再进行热挤压，得到铝合金。优选的，所述混合粉末的粒度为小于等于1μm；所述铝粉的粒度小于等于500目；所述锰粉的粒度小于等于500目；所述镁粉的粒度小于等于500目。优选的，所述高能球磨的时间为20～40h；所述高能球磨的球料比为(7～12)：1。优选的，所述步骤a)具体为，将防锻剂、99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能球磨后，得到混合粉末；所述防锻剂为所述防锻剂为无水乙醇、丙酮、聚乙二醇和煤油中的一种或多种。优选的，所述等静压成型为冷等静压成型。优选的，所述等静压成型的压力为100～250MPa；所述等静压成型的时间为0.5～10min。优选的，所述预热的温度为500～560℃；所述预热的时间为30～60min。优选的，所述热挤压的温度为430～450℃；所述热挤压的压力为800～1600T。优选的，所述热挤压的挤压比为(4.5～72)：1；所述热挤压的挤压速度为0.5～4mm/s。本专利技术还提供了一种如上述任意一项技术方案所制备的耐腐蚀铝合金，包括：锰0～0.3重量份；镁0～0.3重量份；铝99.4～100重量份。本专利技术提供了一种耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤，首先将99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能球磨后，得到混合粉末；然后将所述混合粉末经过等静压成型后，得到预制坯；最后将上述步骤得到的预制坯预热后，再进行热挤压，得到铝合金。与现有技术相比，本专利技术利用高能量干式球磨过程，在高能量磨球介质的碰撞作用下，使各组分粉末之间发生反复的冷焊和断裂，形成细化的复合颗粒，发生固态扩散反应，使得微量的合金元素的原子进入金属铝的晶格得到了细小均匀的铝合金固溶体复合粉末；再利用等静压对粉体进行加压成型，获得均匀的坯体；然后进行预热，将包裹在颗粒表面的气体释放出去，重新暴露高活性表面；最后通过热挤压过程将坯体中的具有高活性表面的粉体颗粒快速烧结成型，使颗粒间实现有效键合，制得的铝合金的微观组织细小均匀，最终实现了合金强度与耐腐蚀性能的提高。本专利技术提供的制备方法具有挤压时同时实现快速烧结，无需单独的烧结过程以及后续的固溶、时效等热处理过程即可实现高性能的特点，同时具有工艺简捷、操作方便、步骤少等优点，适合于大规模的工业化生产。实验结果表明，本专利技术制备的铝合金棒材，其屈服强度能够达到525MPa，拉伸强度能够达到581MPa，96小时盐雾腐蚀量仅为2.3mg/m2。附图说明图1为本专利技术实施例2制备的耐腐蚀铝合金的XRD结构图；图2为本专利技术实施例2制备的铝合金的扫描电镜照片；图3为本专利技术实施例2制备的铝合金的合金元素Mn的面扫描图谱；图4为本专利技术实施例2制备的铝合金的合金元素Mg的面扫描图谱。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对专利技术权利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术所有原料，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，a)将99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能球磨后，得到混合粉末；b)将所述混合粉末经过等静压成型后，得到预制坯；c)将步骤b)得到的预制坯预热后，再进行热挤压，得到铝合金。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
a)将99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行高能
球磨后，得到混合粉末；
b)将所述混合粉末经过等静压成型后，得到预制坯；
c)将步骤b)得到的预制坯预热后，再进行热挤压，得到铝合金。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合粉末的粒度为小于等于1μm；
所述铝粉的粒度小于等于500目；所述锰粉的粒度小于等于500目；所述镁粉的粒度小
于等于500目。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高能球磨的时间为20～40h；所述
高能球磨的球料比为(7～12)：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)具体为，
将防锻剂、99.4～100重量份的铝粉、0～0.3重量份的锰粉和0～0.3重量份的镁粉进行
高能球磨后，得到混合粉末；
所述防锻剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贤锋，汤华国，赵伟，袁迅道，
申请(专利权)人：青岛中科应化技术研究院，中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37