[发明专利]含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti-Ni的热浸镀铸铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti-Ni的热浸镀铸铝合金及其制备方法，尤其是涉及一种耐海洋气候工程零件防腐处理用的含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti-Ni的热浸镀铸铝合金及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，应用于近海和海洋中的工程装备越来越多，但其服役条件按ISO 9225环境评价标准一般＞C5级，属于极端恶劣环境。所述环境大气多雨、高温、多盐雾和强风流，裸露在外的零件将受到强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作用，各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。

例如，当前风能已经日渐成为技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。但由于风力发电机组是利用风能发电，而在海岸线、离岸海洋中具有丰富的风力资源，因此风电场的建设有很大比例是选址在近海岸或离岸海洋中。但在海洋气候条件下服役的风力发电设备由于机组的外部构件如机舱、引擎罩、塔架等直接裸露于极端的腐蚀大气中，采用常规的防护措施，往往仅数个月便产生严重的腐蚀，因此，目前迫切需要解决耐海洋气候的工程零件防腐处理用的涂层的耐腐蚀问题。

发明内容

针对现有技术中这些问题，本发明提供一种适合于耐海洋气候工程零件防腐处理用的热浸镀铸造铝合金及其制造方法。

本发明提供的耐海洋气候工程零件防腐处理用的热浸镀铸铝合金，其中所述铸铝合金由Al、Zn、Si、Mg、RE、Ti、Ni和纳米氧化物颗粒增强剂组成，所述纳米氧化物颗粒增强剂选自TiO₂、CeO₂中的一种或两种，各组成成份占总质量百分比为：Zn：35～58％，Si：0.3～4.0％，Mg：0.1～5.0％，RE：0.02～1.0％，Ti：0.01～0.5％，Ni：0.1～3.0％，纳米氧化物颗粒增强剂总的含量：0.01～1.0％，余量为Al及不可避免的杂质。

其中，RE是稀土元素的任一种或几种。

优选的，如果采用的纳米氧化物颗粒是均匀的球体颗粒，则球体比表面积和平均粒径满足如下关系式：

其中D代表平均粒径；

ρ代表密度。

如果采用的纳米氧化物颗粒比一般的球体颗粒形状复杂一些，涂层的性能、效果可以更加理想，因此，本发明进一步优选的纳米氧化物颗粒的比表面积要大于上述公式计算值：

优选的，纳米氧化物颗粒采用TiO₂时，所述TiO₂的平均粒径为15～60nm。

优选的，纳米氧化物颗粒采用TiO₂时，所述TiO₂的比表面积为20～90m²/g。

优选的，纳米氧化物颗粒采用CeO₂时，所述CeO₂的平均粒径为25～70nm。

优选的，纳米氧化物颗粒采用CeO₂时，所述CeO₂的比表面积为10～80m²/g。

优选的，纳米氧化物颗粒增强剂为TiO₂和CeO₂时，TiO₂和CeO₂质量比为1∶(1～3)。

更优选的，其中TiO₂和CeO₂质量比为1∶2。

优选的，其中各组成成份占总质量百分比为：Zn：41～51％，Si：1～3.2％，Mg：1.8～4％，RE：0.05～0.8％，Ti：0.05～0.35％，Ni：1.5～2.6％，纳米氧化物颗粒增强剂总的含量：0.05～0.8％。

另外，本发明还提供一种制造所述热浸镀铸铝合金的方法，根据Al、Zn、Si、Mg、RE、Ti、Ni、纳米氧化物颗粒增强剂的质量百分比备料，先在真空或气氛保护炉中将Al加热升温至700～750℃溶化，搅拌均匀，加入Si；然后升温至800～840℃后加RE；再加热升温至830℃～850℃后加Zn；再加热升温至850℃～880℃后加Ni和Ti；经降温至750～700℃后加入Mg与纳米氧化物颗粒增强剂；再将温度降低到700～650℃经搅拌均匀后静置10～35分钟后浇铸或压铸成锭。

优选的，所述加热过程中的升温速率为10～40℃/分钟，所述降温过程中的降温速率为20～60℃/分钟。