[發明專利]一種鋁錳金屬間化合物、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210620743.3
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114985745A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 彭國勝;張瑞琦;張磊;顧亦誠;宋廣生
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;C22C1/02;C22C22/00;B22F1/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發明公開了一種鋁錳金屬間化合物制備及應用，屬于有色金屬技術領域。本發明制備的鋁錳金屬間化合物粒徑分布均勻，平均粒徑為3μm；未見其它雜質相且物相單一；該金屬間化合物熱穩定性好，制備方法如下：將純度均≥99.5％的Mn、Al金屬按照Al₈Mn₅分子式計量比配料，在高純氬氣(99.99％)保護下的電弧爐熔煉，樣品反復翻轉熔煉3～4次，將得到的合金錠破碎成顆粒度小于0.5mm的粗粉，在乙醇做保護劑的情況下，按氧化鋯與粗粉質量比15:1，轉速為400r/min的實驗條件下，用行星球磨機對合金粗粉球磨10～20h，本發明的鋁錳金屬間化合物外加至含鐵雜質鋁及合金中能較大程度提高材料硬度和力學性能；耐蝕性得到大幅提高；本發明制備成本較低，添加工藝簡單，適于工業化生產。

技術領域

本發明涉及有色金屬技術領域，具體涉及一種鋁錳金屬間化合物、制備方法及其應用。

背景技術

鋁合金中第二相形貌、結構和電化學行為對其力學及局部腐蝕具有重要影響。由于Fe雜質元素與Al元素析出電位相近，在電解提純鋁工業鐵作為雜質元素伴生存在；另外，鐵雜質元素在鋁合金中固溶度很低，其在鋁及合金中常以富鐵相形式存在，對鋁及合金力學性能和耐蝕性危害極大。鋁合金局部腐蝕起源于金屬間化合物和周圍基體的微電池反應。相對于周圍鋁基體，富鐵相為陰極相，致使鋁基體優先溶解，導致局部腐蝕發生。為了降低富Fe相對鋁合金耐蝕性的影響，現階段采用的措施可以歸納為以下兩方面：1)冶金除鐵，主要針對鋁熔體內鐵雜質含量較高情況；具體措施包括熔劑法除鐵、電磁除鐵、電熔劑除鐵、過濾除鐵、沉降法除鐵、離心法除鐵、偏析法除鐵等。2)富鐵相細化或改性處理，主要針對鋁熔體內鐵雜質含量較低情況；具體措施包括過熱處理、快速冷卻和中和劑處理等。中和劑處理指通過添加某種合金元素，促進塊狀α-Fe相的生成或者使得含Fe相細化。最常用的中和元素是Mn。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

本發明的目的在于解決相對于周圍鋁基體，富鐵相為陰極相，致使鋁基體優先溶解，導致局部腐蝕發生的問題，提供了一種鋁錳金屬間化合物、制備方法及其應用。

為了實現上述目的，本發明公開了一種鋁錳金屬間化合物的制備方法，包括以下步驟：

S1：將Mn、Al金屬按配比混合，在高純氬氣下電弧熔煉，得到合金錠；

S2：將步驟S1中得到的合金錠機粉碎成粗粉，在乙醇做保護劑下，將氧化鋯與粗粉混合球磨，得到鋁錳金屬間化合物。

所述步驟S1中Mn、Al金屬按照Al₈Mn₅分子式計量比進行配比。

所述步驟S1中Mn、Al金屬的純度均≥99.5％。

所述步驟S1中氬氣的純度為99.99％。

所述步驟S1中熔煉時需要反復翻轉熔煉3～4次。

所述步驟S2中合金錠通過機械破碎，粗粉的顆粒度小于0.5mm。

所述步驟S2中氧化鋯與粗粉的質量比為15:1

所述步驟S2中球磨的轉速為400r/min，球磨時間為10～20h。

本發明還公開了一種采用上述制備方法制得的鋁錳金屬間化合物以及這種鋁錳金屬間化合物在增強含鐵雜質鋁或合金耐蝕性中的應用。

與現有技術比較本發明的有益效果在于：

1、本發明制備的Al₈Mn₅金屬間化合物粉末工藝簡單易控，價格便宜，易于實現工業化生產；

2、本發明制備的Al₈Mn₅金屬間化合物粉末物相單一、粒徑分布均勻，添加方式簡單；