[发明专利]一种含镧和镱的耐腐蚀铝合金材料的制备方法

说明书

一种含镧和镱的耐腐蚀铝合金材料的制备方法，按照质量百分比配料：其各元素质量百分比组成为：硅3.0~4.5wt.%，镁0.5~1wt.%，铜0.5~1wt.%，镱0.3~0.5wt.%，其余为铝和不可避免的杂质。控制合金中不同元素的含量，特别是铁的含量来优化合金配方。经稀土镧和镱精炼之后，弱化了合金中金属间化合物与铝基体之间的电偶腐蚀反应，且不影响合金本身固有的优异属性。后续对其进行了二级固溶处理和低温时效处理，使得Cu、Fe等不活泼元素充分溶解，从而进一步降低了铝基与其他活泼合金元素之间的电偶腐蚀影响。本发明合金材料的抗腐蚀性能大幅提升。

技术领域

本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种耐腐蚀铝合金。

背景技术

Al-Si-Mg-Cu合金具有优良的铸造性能和较高的气密性，经热处理强化后具有较高强度和优良的机械性能。由于Al-Si-Mg-Cu合金中的Al₂Cu、共晶Si、Mg₂Si和Al-Fe-Si金属间化合物等在海水中的腐蚀电位比α-Al基质高，因此会导致Al-Si-Cu合金在海水中发生局部腐蚀蚀。而局部腐蚀的发生极大限制了Al-Si-Cu合金在海洋环境中的应用。

迄今为止，对Al-Si-Mg-Cu合金精炼方法主要有：添加稀土或碱土元素，电磁搅拌超声波处理。然而上述的方法中，添加稀土精炼方法技术操作简单，设备要求低，有利于大规模生产，且稀土精炼方法使得合金的微观组织和机械性能都远远优于基体。此外，固溶时效处理作为一种提高韧性及抗蚀性能等优点的低成本方法也常用于改善铝合金性能。且本发明利用双级固溶处理方式，使材料经历低温和高温两个阶段。低温固溶时低熔点相首先溶解，防止高温时发生过烧及熔化。高温固溶时使第二相颗粒溶解，提高合金过饱和度。

在公开专利号为CN104711460B，名称为：“一种含钛耐腐蚀铝合金及其处理工艺”中。在熔炼过程中未考虑部分不同合金元素的熔炼顺序和熔炼时间，且精炼过后未经过热处理工艺对其进行内应力消除。

在公开专利号为CN103966483B，名称为：“一种耐腐蚀汽车用铝合金板材”中。先熔炼雾化操作制备合金微米粉末，后将合金粉末再次熔炼并加入精炼剂进行精炼，最后再经多级低温冷处理得到耐腐蚀汽车用铝合金板材。其工艺新颖，但多级低温冷处理与热处理相比，热处理工序相对较简单，便于实际生产。

在公开专利号为CN105112738B，名称为：“高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺及高强度耐腐蚀铝合金”中。将高温精炼与固溶处理结合的方法中，得到高强度耐腐蚀铝合金。然而单纯的高温精炼与固溶处理耗时长，若在精炼过程中添加微量精炼剂将大大缩短精炼与固溶时间。

在公开专利号为CN104962786B，名称为：“一种耐腐蚀铝合金型材”中。利用二级时效处理对水平铸造后的型材进行热处理得到耐腐蚀铝合金型材。其在二级时效之前未经固溶处理得到均匀的过饱和固溶体而直接进行人工时效，不利于后期时效时强化相的析出和前期热加工内应力的消除。

因此，综上所述，在耐腐蚀铝合金型材制备成型技术方面仍缺乏一种经济有效的方案。且混合稀土La+Yb元素对Al-Si-Mg-Cu铸造铝合金增强其抗腐蚀性能的影响还未见报道，因此具有较大的研究价值。

发明内容

本发明的目的是提出一种含镧和镱的耐腐蚀铝合金材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种含镧和镱的耐腐蚀铝合金材料的制备方法，其特征包括以下步骤。

（1）其各元素质量百分比组成为：硅3.0~4.5wt.%，镁0.5~1wt.%，铜0.5~1wt.%，镧0.3~0.5wt.%，镱0.3~0.5wt.%，其余为铝和不可避免的杂质；所述的不可避免杂质总和在合金中的含量不超过0.38wt.%，且所述的不可避免杂质中铁在合金中的含量不超过0.09wt.%。