[發明專利]基于機械超聲振動的耐蝕鋁合金板材的連續擠壓制備方法

有效

• 申請號: 202110331540.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113070362B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 梅澤鋒;周寶華;董春泉;黃曉中
• 申請（專利權）人: 江蘇江南創佳型材有限公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B21C23/02;C23C8/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺;夏平

本發明公開了一種基于機械超聲振動的耐蝕鋁合金板材的連續擠壓制備方法，步驟如下：A、均勻化處理：將鋁合金鑄錠進行均勻化處理；B、熱擠壓：將均勻化處理后的鑄錠通過板材擠壓機進行熱擠壓獲得熱擠壓板材；C、機械超聲振動處理：熱擠壓板材通過位于板材擠壓機的板材出口處的機械超聲振動處理裝置的上下超聲壓頭間隙時進行機械超聲振動處理，超聲壓頭的振動頻率為20kHz、最大接觸壓力為0.2～0.6N，獲得具有均勻化和致密化的非晶?納米晶氧化鋁膜層的耐蝕鋁合金板材。本發明通過在板材高溫下利用超聲壓頭在較小接觸壓力下的高頻振動，在板材表面形成均勻化和致密化的非晶?納米晶氧化鋁膜層，顯著提高了鋁合金板材的耐蝕性。

技術領域

本發明屬于鋁合金加工技術領域，具體地說是一種采用熱擠壓與機械超聲振動同步進行以提高鋁合金耐蝕性的基于機械超聲振動的耐蝕鋁合金板材的連續擠壓制備方法。

背景技術

與傳統鋼鐵相比，鋁合金具有密度輕，比模量和比強度高等優點，是廣泛應用的輕質金屬結構材料，在航空航天、軌道交通、國防軍事、民用等領域具有廣闊的應用前景。然而，盡管鋁合金表面會形成一層較致密的氧化膜層，阻止鋁的進一步氧化，但在潮濕空氣等環境下鋁合金的耐腐蝕性能依然較差，會導致工件的服役壽命降低，限制了它的發展與應用。因此，鋁合金在使用時往往會進行表面處理，以提高表面的耐蝕性。

常用的鋁合金表面處理技術包括電化學氧化、陽極氧化和化學氧化等。這些氧化技術并沒有改變鋁合金表面氧化膜的組成（氧化鋁，Al₂O₃），而是通過改變氧化膜層的致密度和厚度來實現提高鋁合金表面耐蝕的目的。通常利用化學法或電化學法能夠影響氧化反應程度，使得膜層的致密性顯著提高。然而，這些膜層中依然會存在空隙，溶液介質及Cl^-等活性陰離子能夠通過空隙進入膜層內部，導致保護膜層的破壞以及內部鋁基體的進一步腐蝕。此外，利用電化學氧化及陽極氧化等技術對鋁合金工件的尺寸有限制，無法在較大工件或者例如長度較長的鋁合金板材上實現，因此，期望開發一種簡單便捷的耐蝕鋁合金板材制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種采用熱擠壓與機械超聲振動同步進行以提高鋁合金耐蝕性的基于機械超聲振動的耐蝕鋁合金板材的連續擠壓制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種基于機械超聲振動的耐蝕鋁合金板材的連續擠壓制備方法，其特征在于：該制備方法步驟如下：

A、均勻化處理：將鋁合金鑄錠進行均勻化處理；

B、熱擠壓：將均勻化處理后的鑄錠通過板材擠壓機進行熱擠壓獲得熱擠壓板材；

C、機械超聲振動處理：熱擠壓板材通過位于板材擠壓機的板材出口處的機械超聲振動處理裝置的上下超聲壓頭間隙時進行機械超聲振動處理，超聲壓頭的振動頻率為20kHz、最大接觸壓力為0.2～0.6N，獲得具有均勻化和致密化的非晶-納米晶氧化鋁膜層的耐蝕鋁合金板材。

所述步驟A中的均勻化處理的溫度為450～500℃、時間為12～24h，均勻化處理完成后空冷。

所述步驟B中的板材擠壓機的熱擠壓加工溫度為350℃～450℃、擠壓比為15～35。

所述步驟B中的板材擠壓機的熱擠壓速率為15～30cm/min。

所述步驟B中的熱擠壓板材的厚度不低于0.5cm。

所述步驟C中的機械超聲振動處理裝置成對設置，兩個機械超聲振動處理裝置的超聲壓頭上下對稱設置在板材擠壓機的板材出口處。

所述步驟C中的超聲壓頭的接觸面為長方形。

所述步驟C中的超聲壓頭的接觸面的寬度為0.5cm。