[發明專利]一種含鑭耐腐蝕鋁合金材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711476751.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108220705B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 閆洪;喻保標;吳慶捷
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種含鑭耐腐蝕鋁合金材料的制備方法，按照質量百分比配料：硅4.5~5.5wt.%，銅0.5~1.5wt.%，鑭0.4~0.6wt.%，其余為鋁和不可避免的雜質?？刂坪辖鹬胁煌氐暮浚貏e是鐵的含量來優化合金配方。經稀土鑭精煉之后，弱化了合金中金屬間化合物與鋁基體之間的電偶腐蝕反應，且不影響合金本身固有的優異屬性。后續對其進行了二級固溶處理和低溫時效處理，使得Cu、Fe等不活潑元素充分溶解，從而進一步降低了鋁基與其他活潑合金元素之間的電偶腐蝕影響。本發明合金材料的抗腐蝕性能大幅提升。

技術領域

本發明屬于金屬材料制造技術領域，具體涉及耐腐蝕鋁合金的制備方法。

背景技術

Al-Si-Cu合金具有良好的鑄造性能和較高的氣密性，切削加工性和焊接性均良好，經熱處理強化后具有較高強度。由于Al-Si-Cu合金中的Al₂Cu和Al-Fe-Si金屬間化合物在海水中的腐蝕電位比α-Al基質高，因此會導致Al-Si-Cu合金在海水中發生局部腐蝕蝕。而局部腐蝕的發生極大限制了Al-Si-Cu合金在海洋環境中的應用。

迄今為止，對Al-Si-Cu合金精煉方法主要有：添加稀土或堿土元素，電磁攪拌超聲波處理。然而上述的方法中，添加稀土精煉方法技術操作簡單，設備要求低，有利于大規模生產，且稀土精煉方法使得合金的微觀組織和機械性能都遠遠優于基體。此外，固溶時效處理作為一種提高韌性及抗蝕性能等優點的低成本方法也常用于改善鋁合金性能。且本發明利用雙級固溶處理方式，使材料經歷低溫和高溫兩個階段。低溫固溶時低熔點相首先溶解，防止高溫時發生過燒及熔化。高溫固溶時使第二相顆粒溶解，提高合金過飽和度。

在公開專利號為CN104711460B，名稱為：“一種含鈦耐腐蝕鋁合金及其處理工藝”中。在熔煉過程中未考慮部分不同合金元素的熔煉順序和熔煉時間，且精煉過后未經過熱處理工藝對其進行內應力消除。

在公開專利號為CN103966483B，名稱為：“一種耐腐蝕汽車用鋁合金板材”中。先熔煉霧化操作制備合金微米粉末，后將合金粉末再次熔煉并加入精煉劑進行精煉，最后再經多級低溫冷處理得到耐腐蝕汽車用鋁合金板材。其工藝新穎，但多級低溫冷處理與熱處理相比，熱處理工序相對較簡單，便于實際生產。

在公開專利號為CN105112738B，名稱為：“高強度耐腐蝕鋁合金的制備工藝及高強度耐腐蝕鋁合金”中。將高溫精煉與固溶處理結合的方法中，得到高強度耐腐蝕鋁合金。然而單純的高溫精煉與固溶處理耗時長，若在精煉過程中添加微量精煉劑將大大縮短精煉與固溶時間。

在公開專利號為CN104962786B，名稱為：“一種耐腐蝕鋁合金型材”中。利用二級時效處理對水平鑄造后的型材進行熱處理得到耐腐蝕鋁合金型材。其在二級時效之前未經固溶處理得到均勻的過飽和固溶體而直接進行人工時效，不利于后期時效時強化相的析出和前期熱加工內應力的消除。

因此，綜上所述，在耐腐蝕鋁合金型材制備成型技術方面仍缺乏一種經濟有效的方案。且對于稀土La作為一種合金化元素對Al-Si-Cu鑄造鋁合金增強其抗腐蝕性能的影響還未見報道，因此具有較大的研究價值。

發明內容

本發明的目的是提出一種含鑭耐腐蝕鋁合金材料的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種含鑭耐腐蝕鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟。

（1）其各元素質量百分比組成為：硅4.5~5.5wt.%，銅0.5~1.5wt.%，鑭0.4~0.6wt.%，其余為鋁和不可避免的雜質；所述的不可避免雜質總和在合金中的含量不超過0.3wt.%，且所述的不可避免雜質中鐵在合金中的含量不超過0.1wt.%。

（2）將一定質量的純鋁錠在熔煉溫度為730~750℃的剛玉坩堝內融化，保溫5~10分鐘。