高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法与流程

本发明涉及铝合金材料，特别涉及一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法。

背景技术：

1、为了改善金属单质的性质，合金是两种以上的金属和非金属元素以金属为基添加而形成的具有金属特性的合金材料，例如铝和镁都可以形成铝镁合金。al-si铸造合金，是以al元素为基添加si元素，以及熔炼过程中夹杂少量杂质或其他合金元素形成的二元或多元合金，是用途最为广范的铸造铝合金之一。al-si系铸造合金具有质轻、成型性好等诸多优点，在建筑、车辆、航空航天等领域被普遍使用。由于al-si铸造合金中的共晶硅呈粗大针状或板片状，会显著降低合金的室温力学性能。经过合金化法处理al-si铸造合金，微观组织中粗大的片状共晶硅得到细化，可以显著改善共晶组织的塑性。另外，随着使用范围扩大，工作环境的条件愈发恶劣，采用al-si系合金制备的零部件在腐蚀环境下服役可能性变大，零部件容易产生晶间腐蚀，限制了铝合金的服役使用寿命。

技术实现思路

1、为此，本发明提供了一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，步骤包括：

2、(1)配置三羟甲基氨基甲烷的水溶液，向所述三羟甲基氨基甲烷的水溶液中加入盐酸溶液制成缓冲液；将铈粉过1500目筛网，过筛粉末浸泡在丙酮中，超声波环境下浸泡10min以上，然后固液分离，固相60℃环境下烘干20min以上，烘干后的固相分散在多巴胺的水溶液中获得悬浊液，搅拌所述悬浊液30min以上，然后悬浊液水浴恒温至60±2℃保温，再在搅拌状态下向所述悬浊液中加入所述缓冲液，加料完成后继续60±2℃恒温搅拌悬浊液40h以上，恒温过程中冷凝回流；保温结束后固液分离，固相用去离子水洗涤3次以上，60℃环境下烘干60min以上，获得预处理铈粉；

3、(2)配置化学镀钯液；将所述化学镀钯液水浴恒温至50±2℃保温，然后将所述预处理铈粉加入所述化学镀钯液中，加料完成后继续50±2℃恒温搅拌溶液15～18min施镀，镀钯过程中每5min测试一次镀液ph，用0.1mol/l的盐酸或0.1mol/l的氢氧化钠水溶液将镀液ph调节至7.2；施镀完成后固液分离，固相用去离子水洗涤3次以上，60℃环境下烘干60min以上，获得添加粉末；

4、(3)将浇铸模具预热至300～350℃备用；惰性气体氛围内将铝合金锭在700℃熔化成熔液，熔液静置3～4min，除渣，然后搅拌所述熔液3min，再在搅拌状态下向熔液中加入所述添加粉末，加料完成后搅拌熔液30～50s，然后迅速倒入所述浇铸模具中，随炉冷却至常温后获得铸锭；

5、(4)将所述铸锭拉伸微量变形，拉伸伸长率为1％；然后将微量变形后的铸锭置于辉光等离子渗氮炉的阴极盘上，铸锭外部罩设铬网，所述铬网与阴极盘接触，盖合辉光等离子渗氮炉，在氢气、氩气、甲烷混合气体氛围中辉光升温，温度升至400℃后保温，电压为750v，保温时间为6h，气压为400pa；保温结束后随炉冷却至常温，将铸锭取出，加热至510～520℃保温30min，保温结束后水冷至常温，170℃时效12～13h，获得高强度、耐腐蚀铝合金。

6、进一步地，所述三羟甲基氨基甲烷的水溶液中，三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.5g/100ml，溶剂为水；所述盐酸溶液中溶质的浓度为0.1mol/l，向100ml所述三羟甲基氨基甲烷的水溶液中加入所述盐酸溶液将溶液的ph调节至8.5，然后稀释成1l，获得所述缓冲液。

7、进一步地，所述步骤(1)中，所述多巴胺的水溶液中，多巴胺的浓度为3～4g/l，烘干后的固相分散在多巴胺的水溶液中的固液质量比为固相：多巴胺的水溶液＝1:100；向所述悬浊液中加入所述缓冲液的体积比为悬浊液：缓冲液＝1:1。

8、进一步地，所述步骤(2)中，所述化学镀钯液的组分为：硫酸四氨钯、次磷酸钠、甘氨酸、乙二胺、乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸钠，溶剂为水；各组分的浓度为：硫酸四氨钯1.3g/l，次磷酸钠0.9g/l，甘氨酸4.5g/l，乙二胺4g/l，乙二胺四乙酸二钠7g/l，柠檬酸钠9g/l；所述预处理铈粉加入所述化学镀钯液中的质量比为预处理铈粉：化学镀钯液＝1:500。

9、进一步地，所述步骤(3)中，向熔液中加入所述添加粉末的质量比为添加粉末：熔液＝0.6％～0.8％。

10、进一步地，所述步骤(4)中，氢气、氩气、甲烷混合体积比为氢气：氩气：甲烷＝100:1.5:1。

11、本发明的有益效果在于：采用本发明所述方法制备的铝合金具有较好的抗拉强度和耐腐蚀性能，使得铝合金能够适用于应力较大且长期腐蚀介质的环境，拓宽的铝合金材质的使用性能和耐用性能。

技术特征：

1.一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述三羟甲基氨基甲烷的水溶液中，三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.5g/100ml，溶剂为水；所述盐酸溶液中溶质的浓度为0.1mol/l，向100ml所述三羟甲基氨基甲烷的水溶液中加入所述盐酸溶液将溶液的ph调节至8.5，然后稀释成1l，获得所述缓冲液。

3.根据权利要求2所述的一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述多巴胺的水溶液中，多巴胺的浓度为3～4g/l，烘干后的固相分散在多巴胺的水溶液中的固液质量比为固相：多巴胺的水溶液＝1:100；向所述悬浊液中加入所述缓冲液的体积比为悬浊液：缓冲液＝1:1。

4.根据权利要求1所述的一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述化学镀钯液的组分为：硫酸四氨钯、次磷酸钠、甘氨酸、乙二胺、乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸钠，溶剂为水；各组分的浓度为：硫酸四氨钯1.3g/l，次磷酸钠0.9g/l，甘氨酸4.5g/l，乙二胺4g/l，乙二胺四乙酸二钠7g/l，柠檬酸钠9g/l；所述预处理铈粉加入所述化学镀钯液中的质量比为预处理铈粉：化学镀钯液＝1:500。

5.根据权利要求1所述的一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，向熔液中加入所述添加粉末的质量比为添加粉末：熔液＝0.6％～0.8％。

6.根据权利要求1所述的一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，氢气、氩气、甲烷混合体积比为氢气：氩气：甲烷＝100:1.5:1。

技术总结本发明公开了一种高强度、耐腐蚀铝合金的制备方法，步骤包括：(1)对铈粉预处理，获得预处理铈粉；(2)化学镀钯，获得添加粉末；(3)浇铸获得铸锭；(4)辉光等离子处理，获得高强度、耐腐蚀铝合金。采用本发明所述方法制备的铝合金具有较好的抗拉强度和耐腐蚀性能，使得铝合金能够适用于应力较大且长期腐蚀介质的环境，拓宽的铝合金材质的使用性能和耐用性能。技术研发人员：朱卫泉,胡孟进受保护的技术使用者：江西屹鑫新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11