本發明屬于金屬材料,具體涉及一種耐腐蝕鋁合金材料的制備方法。
背景技術:
1、常用建筑鋁材為5083,5052以及6061,6063,6082等鋁合金材料,存在強度不高,耐腐蝕性不足等問題。常規的方式是添加合金化元素,如mg,cu,si,zn,以及少量的fe、mn、ti和稀土元素,實現對其增強證塑、提升鑄造高流動性和耐腐蝕性,同時還兼有一定的導電、導熱性能。研究表明,對鋁合金耐腐蝕性與強度同時提升的元素主要是mg和mn,同時少量的zn添加也對合金的耐腐蝕性有一定的益處。稀土元素也對提升耐腐蝕性有顯著影響,但是其添加量不能過多。因此,為了提升建筑鋁材料的耐腐蝕性,通常會添加mg、mn、zn,以及稀土元素等。
2、在耐腐蝕鋁合金的熔煉制備過程中,合金化元素的添加常用的是中間合金。中間合金的制備過程比較復雜,同時需要進行分批、逐步添加的方式,這導致鋁合金的熔煉時間長、工藝復雜,同時,一些低熔點的合金元素容易燒損,導致元素含量不能精確控制,對鋁合金的制備有顯著影響。
3、因此,迫切需要開發一種可以一次添加多種合金化元素的制備工藝,以提高效率,減少能耗。
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷與不足,本發明擬采用添加中熵或高熵合金顆粒進行合金化,提供一種耐腐蝕鋁合金材料的制備方法,通過控制熔煉過程的保溫時間,保證對高熵合金中的zn、mn、mg等元素向鋁熔體的擴散控制,實現對鋁合金熔體的合金化,簡化工藝流程,同時提升目前建筑用5000系和6000系鋁合金的強度和耐腐蝕性。
2、本發明實現上述目的采用技術方案:
3、一種耐腐蝕鋁合金材料的制備方法,包括以下步驟:步驟s1:以純鋁錠和中熵合金顆粒或高熵合金顆粒為原料,按元素含量組成的質量比:mg:4.0-5.0?wt?%;zn:0.3-1.8wt%;mn:0.3-0.6?wt?%?;si:0.1-0.15?wt?%;fe:0.1-0.3?wt?%;cu:0.1-0.15?wt?%;ti:0.1-0.15?wt?%,余量為al,準備原料;步驟s2:將稱好的純鋁錠加熱至680-760℃,保溫5min-120min;精煉、除氣;步驟s3:將稱好的中熵合金顆粒或高熵合金顆粒噴吹至鋁合金熔體中,攪拌5-30min,靜置3-30min;步驟s4:將鋁合金熔體溫度控制在650-810℃,進行澆鑄,待冷卻后獲得耐腐蝕鋁合金材料鑄錠。
4、優選地,所添加的中熵合金顆粒或高熵合金顆粒的粒度為15-150μm。
5、優選地,所添加的中熵合金顆粒或高熵合金顆粒包括:mg2znmnfe0.3;mg2znmnfecu0.15;mg2znmnfecu0.15ti0.15;mg2znmnfecu0.15ti0.15si0.15,其中各化學式的下標為各元素的原子百分比。
6、優選地,步驟s2中除氣后靜置5-30min。
7、與現有技術相比,本發明具有的有益效果如下:
8、(1)通過高熵合金的二次強化和元素擴散效應,實現對5000系和6000系鋁合金的增強,提升耐腐蝕性。
9、(2)中熵或高熵合金顆粒可以實現多種元素的一次添加,避免各合金化元素的多次、分批添加,減少低熔點元素的熔煉損耗,同時節能減排。
1.一種耐腐蝕鋁合金材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所添加的中熵合金顆粒或高熵合金顆粒的粒度為15-150μm。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所添加的中熵合金顆粒或高熵合金顆粒包括:mg2znmnfe0.3;mg2znmnfecu0.15;mg2znmnfecu0.15ti0.15;mg2znmnfecu0.15ti0.15si0.15,其中各化學式的下標為各元素的原子百分比。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,步驟s2中除氣后靜置5-30min。