[发明专利]一种耐腐蚀复合金属材料及其制作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及建筑材料生产技术领域，尤其是一种耐腐蚀复合金属材料及其制作方法。

【技术背景】

金属基复合材料发展的最初是为了满足航空领域对特殊材料的需求，至今已有五十年的历史，金属基复合材料发展至今，研究者在选择增强相和制备工艺上进行了大量的探索和实验，现代科学技术通常情况下用到的增强相有以下几种类型：单丝、长纤维晶须、短纤维和颗粒，制作工艺的主要方法包括：扩散结合、粉末冶金、雾化和液态金属，研制综合性能良好要求的材料，这种材料的综合性能集高强度、高韧性、高耐磨性、低密度和良好的抗疲劳性等于一体。金属基复合材料按照基体不同分为铝基、锌基、钛基和铜基等复合材料，目前可达到批量应用的产品多为铝基复合材料，这种复合材料具有高的比强度和比刚度，有密度小、可塑性好的特点，是金属复合材料中最重要且常用的材料之一。

随着环境日益变差，空气、雨水中的污染物质越来越多，对材料的腐蚀也变得越来越强，普通的金属基复合材料已不能满足现代工业和人民的要求，因此，现急需一种耐腐蚀性较好的优质复合金属材料，以满足消费人群的需求。

【发明内容】

鉴于以上提出的问题，本发明提供了一种耐腐蚀复合金属材料及其制作方法，这种耐腐蚀复合金属材料具备良好耐腐蚀性和耐磨性，集高强度、高韧性、抗疲劳性等于一体，制作方法安全。

本发明的技术方案如下：

一种耐腐蚀复合金属材料，所述耐腐蚀复合金属材料包含的原料及其质量百分数为镁2-3％、钛0.08-0.10％、碳化硅0.2-0.4％、钼0.5-0.6％、铈0.5-0.7％、锰0.05-0.07％、其余为铝；其中，在制作耐腐蚀复合金属材料的过程中使用了组合物b，所述组合物b是由表面氧化剂、成膜促进剂、表面活性剂以及缓冲溶液混合制成；其中，

所述表面氧化剂为高氯酸盐、硫酸镍、高锰酸按照1:1:1-2的质量比混合制成；所述成膜促进剂为亚硝酸钠、铜盐按照1:0.2-0.3的质量比混合制成；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、邻苯二甲酸铵按照1:0.1-0.2:0.2-0.4的质量比混合制成；所述缓冲溶液为醋酸-醋酸钠缓冲体系。

进一步地，所述耐腐蚀复合金属材料中包含镁的质量百分数为2.4-2.6％。

进一步地，所述耐腐蚀复合金属材料中包含镁的质量百分数为2.5％。

进一步地，所述耐腐蚀复合金属材料中包含铈的质量百分数为0.65％。

本发明还提供所述耐腐蚀复合金属材料的制作方法，包括以下步骤：

(1)将所述耐腐蚀复合金属材料的各组原料分别熔融，然后将各组份升温至2610℃后混合均匀，将所得混合物浇筑成型，自然冷却后得到生坯；

(2)将所得生坯送入真空烧结炉中进行烧结，烧结室真空为5.0×10^-2-1.0×10^-3Pa，烧结温度以5-7℃/min的速率进行升温，达到550-650℃时保温4-5h，然后随炉冷却至室温，得到物质a；

(3)将所述物质a打磨至表面粗糙度在10μm以下，除去表面油脂，用水清洗干净；

(4)制作组合物b：将所述表面氧化剂、成膜促进剂、表面活性剂以及缓冲溶液按照0.5-0.6:0.2-0.3:1:5-6混合均匀，制成所述组合物b；

(5)将所述物质a放置于所述组合物b中浸泡处理10-15min，取出后用水清洗干净，于室温下风干，即得所述耐腐蚀复合金属材料。

进一步地，在步骤(4)中，所述表面氧化剂为高氯酸盐、硫酸镍、高锰酸按照1:1:1.2的质量比混合制成；所述成膜促进剂为亚硝酸钠、铜盐按照1:0.24的质量比混合制成；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺、邻苯二甲酸铵按照1:0.3:0.26的质量比混合制成。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明耐腐蚀复合金属材料所用原料为镁、钛、碳化硅、钼、铈、锰和铝，其中，加入碳化硅可使复合材料有更好的热稳定性，可在温度变化剧烈的环境中使用，具有较高的强度、硬度和优良的耐磨性和耐腐蚀性；本发明所采用的合金材料耐蚀性优异，于制作过程中加入一定量的镁和锰，部分元素溶解到固溶体中而有效强化基体，或与铝形成化合物相提高合金的机械强度和表面耐磨性能；加入钛等元素，可在基体上形成弥散状TiAl等化合物，形成强化效果。