一種耐腐蝕鋁合金的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及合金材料技術領域，具體設及一種耐腐蝕侶合金的制備方法。
【背景技術】
[0002] 侶是一種在地殼中分布廣泛的金屬元素，純侶具有質量輕、密度小、可塑性好等優(yōu) 點，可W進行各種機械加工。但是純侶的強度低，因此只有通過合金化才能得到可作為結構 材料使用的各種侶合金。侶合金W侶為基體，可W根據(jù)不同的需要添加銅、娃、儀、鋒、儘、 儀、鐵、鐵、銘或裡等金屬。侶合金的密度低，強度和比剛度高，主要分為兩大類:鑄造侶合金 和變形侶合金，主要用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面。目前侶合金已 成為繼鋼鐵之后應用最廣泛的金屬材料。常規(guī)的侶合金的制備過程比較復雜，第一步將侶 錠烙化后加入合金元素，通過攬拌使其合金化，誘鑄冷凝后得到侶合金錠;第二步將侶合金 錠車掉氧化物外表皮，再將該侶合金錠預熱后經擠壓機擠出得到侶合金棒，此時得到的棒 材性能較低，不能直接使用;第=步將侶合金棒在一定溫度下進行固溶處理;第四步對棒材 在一定溫度下進行時效處理，使得金屬間化合物沉淀在晶界上從而起到增強效果，最終使 得材料獲得理想的力學性能。
[0003] 輕質、高強是侶合金的顯著特點。如變形侶合金中7系侶合金具有強度高、硬度高、 密度低和熱加工性能好的優(yōu)點，因而在航空航天領域作為重要的結構材料得到廣泛應用。 而耐腐蝕則是侶合金材料的另一大突出特點，侶合金的表面易生成一層致密、牢固的Ah〇3 保護膜，運層保護膜只有在面素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞，因此具有很好 的耐大氣(包括工業(yè)性大氣和海洋大氣)腐蝕和海水腐蝕的能力，能抵抗多數(shù)酸和有機物的 腐蝕。采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕;采用保護措施，可W提高侶合金的耐蝕性能。在各種牌 號的變形侶及侶合金中，5系侶合金由于添加了金屬儘和儀屬于防誘侶合金，具有優(yōu)秀的抗 蝕性。
[0004] 如5083侶合金是耐腐蝕侶合金的代表牌號，是5系中應用最廣的一個牌號合金，主 要制備過程是將全致密的侶合金錠經熱社、冷社及退火工藝得到高耐腐蝕侶合金。目前美 國利用該方法制備得到5083侶合金的強度為270MPa，屈服強度為110皿。但是由于我國原材 料行業(yè)的純度問題始終無法解決，再加上工藝缺陷導致最終合金中雜質過多，大大影響了 合金的耐腐蝕性。此外合金中起主要增強作用的MgsAls或Mg2Al3等金屬間化合物在晶界中 分布不均勻，從而導致該合金的強度與耐腐蝕性與進口材料相比仍有一定的差距，因而在 使用高耐蝕侶合金的關鍵領域，如海運艦船、飛機部件、運輸設備和醫(yī)療器械等大多采用進 口 5083侶合金。
[000引因此為滿足我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對高強、高耐腐蝕侶合金材料的不斷需求，如何在 材料組成與制備方法上有所革新，在保持抗蝕性基本不變的同時，還能最大限度的提高耐 腐蝕侶合金材料的強度，一直是領域內的前沿學者亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種耐腐蝕侶合金的制備方法，本 發(fā)明提供的制備方法，能夠使得侶合金具有較好的耐腐蝕性能的基礎上，還能具有較好的 力學強度，同時制備方法簡單，成本低，易于實現(xiàn)規(guī)?；a。
[0007] 本發(fā)明提供了一種耐腐蝕侶合金的制備方法，包括W下步驟，
[000引 a)將99.4~100重量份的侶粉、0~0.3重量份的儘粉和0~0.3重量份的儀粉進行 高能球磨后，得到混合粉末；
[0009] b)將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧；
[0010] C)將步驟b)得到的預制巧預熱后，再進行熱擠壓，得到侶合金。
[0011] 優(yōu)選的，所述混合粉末的粒度為小于等于1皿；
[0012] 所述侶粉的粒度小于等于500目；所述儘粉的粒度小于等于500目；所述儀粉的粒 度小于等于500目。
[0013] 優(yōu)選的，所述高能球磨的時間為20~40h;所述高能球磨的球料比為(7~12): 1。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟a)具體為，
[0015] 將防鍛劑、99.4~100重量份的侶粉、0~0.3重量份的儘粉和0~0.3重量份的儀粉 進行高能球磨后，得到混合粉末；
[0016] 所述防鍛劑為所述防鍛劑為無水乙醇、丙酬、聚乙二醇和煤油中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選的，所述等靜壓成型為冷等靜壓成型。
[0018] 優(yōu)選的，所述等靜壓成型的壓力為100~250MPa;所述等靜壓成型的時間為0.5~ lOmin。
[0019] 優(yōu)選的，所述預熱的溫度為500~560°C ;所述預熱的時間為30~60min。
[0020] 優(yōu)選的，所述熱擠壓的溫度為430~450°C ;所述熱擠壓的壓力為800~1600T。
[0021] 優(yōu)選的，所述熱擠壓的擠壓比為（4.5~72): 1;所述熱擠壓的擠壓速度為0.5~ 4mm/s〇
[0022] 本發(fā)明還提供了一種如上述任意一項技術方案所制備的耐腐蝕侶合金，包括：
[0023] 儘0~0.3 重量份；
[0024] 儀0~0.3 重量份；
[002引侶99.4~100重量份。
[0026]本發(fā)明提供了一種耐腐蝕侶合金的制備方法，包括W下步驟，首先將99.4~100重 量份的侶粉、0~0.3重量份的儘粉和0~0.3重量份的儀粉進行高能球磨后，得到混合粉末； 然后將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧;最后將上述步驟得到的預制巧預熱 后，再進行熱擠壓，得到侶合金。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明利用高能量干式球磨過程，在高能 量磨球介質的碰撞作用下，使各組分粉末之間發(fā)生反復的冷焊和斷裂，形成細化的復合顆 粒，發(fā)生固態(tài)擴散反應，使得微量的合金元素的原子進入金屬侶的晶格得到了細小均勻的 侶合金固溶體復合粉末;再利用等靜壓對粉體進行加壓成型，獲得均勻的巧體;然后進行預 熱，將包裹在顆粒表面的氣體釋放出去，重新暴露高活性表面;最后通過熱擠壓過程將巧體 中的具有高活性表面的粉體顆?？焖贌Y成型，使顆粒間實現(xiàn)有效鍵合，制得的侶合金的 微觀組織細小均勻，最終實現(xiàn)了合金強度與耐腐蝕性能的提高。本發(fā)明提供的制備方法具 有擠壓時同時實現(xiàn)快速燒結，無需單獨的燒結過程W及后續(xù)的固溶、時效等熱處理過程即 可實現(xiàn)高性能的特點，同時具有工藝簡捷、操作方便、步驟少等優(yōu)點，適合于大規(guī)模的工業(yè) 化生產。實驗結果表明，本發(fā)明制備的侶合金棒材，其屈服強度能夠達到525M化，拉伸強度 能夠達到581MPa，96小時鹽霧腐蝕量僅為2.3mg/m2。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明實施例2制備的耐腐蝕侶合金的XRD結構圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例2制備的侶合金的掃描電鏡照片；
[0029] 圖3為本發(fā)明實施例2制備的侶合金的合金元素 Mn的面掃描圖譜；
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例2制備的侶合金的合金元素 Mg的面掃描圖譜。
【具體實施方式】
[0031] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，運些描述只是為了進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對發(fā)明權利要求的 限制。
[0032] 本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領域技術人 員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0033] 本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0034] 本發(fā)明提供了一種耐腐蝕侶合金的制備方法，包括W下步驟，
[0035] a)將99.4~100重量份的侶粉、0~0.3重量份的儘粉和0~0.3重量份的儀粉進行 高能球磨后，得到混合粉末；
[0036] b)將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧；
[0037] C)將步驟b)得到的預制巧預熱后，再進行熱擠壓，得到侶合金。
[0038] 本發(fā)明首先將侶粉和合金元素粉末進行高能球磨后，得到混合粉末。所述侶粉的 重量份優(yōu)選為99.4~100，更優(yōu)選為99.5~99.9，更優(yōu)選為99.6~99.8，最優(yōu)選為99.65~ 99.75;所述儘粉的重量份優(yōu)選為0~0.3，更優(yōu)選為0.05~0.25，更優(yōu)選為0.1~0.2，最優(yōu)選 為0.12~0.18;所述儀粉的重量份優(yōu)選為0~0.3,更優(yōu)選為0.05~0.25,更優(yōu)選為0.1~ 0.2,最優(yōu)選為0.12~0.18。
[0039] 本發(fā)明對所述侶粉沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于制備侶合金材料 的侶粉即可。本發(fā)明對所述侶粉的粒度沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于細磨 前的侶粉的粒度即可，本發(fā)明優(yōu)選為小于等于500目，更優(yōu)選為小于等于600目，最優(yōu)選為 700~1000目。本發(fā)明對所述儘粉的粒度沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于細磨 前的儘粉的粒度即可，本發(fā)明優(yōu)選為小于等于500目，更