[发明专利]一种室温超塑性可溶金属及其制作方法

说明书

本发明提供一种室温超塑性可溶金属及其制备方法，其原料组成按以下质量配比：Ga：0.3‑3%；In：0.15‑3.5%；Sn：0.4‑6%；细化剂：20‑90%；余量为铝。本发明提供的室温超塑性可溶金属其室温延伸率达到30%以上，良好的变形能力使得可溶金属替代橡胶密封成为现实。本发明提供的室温超塑性可溶金属不但可溶且具有良好的塑性，可用于替换油田井下工具的橡胶类密封件，具有溶解速度快、溶解彻底的特点。本发明工艺简单，成本低，易于进行规模化生产。

技术领域

本发明属于材料科学领域，特别涉及一种室温超塑性可溶金属及其制作方法，主要作为油气田开发过程中涉及的井下工具制造材料，特别是作为一种替代传统橡胶密封的材料。

背景技术

油气田井下工具密封材料主要以橡胶类材料为主，依靠橡胶容易变形的特性实现工具与外界之间的密封。为了简化井下作业工序，新近出现了可溶井下工具，对应的密封材料主要为可溶橡胶材料。矿场试验表明：可溶橡胶材料溶解时间长且不彻底，溶解残渣呈块状小胶块，容易堆积在井筒造成堵塞。

目前已有的可溶金属材料，主要用于加工可溶井下工具本体，需要材料具有高的机械强度，故其力学指标高、延伸率低、发生较大变形时会脆断，不满足作为金属密封所需的超塑性要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中井下工具的可溶橡胶不能快速溶解、容易堵塞井筒、影响作业周期的问题。为此，本发明提供了一种室温超塑性可溶金属及其制作方法，本发明提供的这种室温超塑性可溶金属，室温延伸率达到30%以上，良好的变形能力使得可溶金属替代橡胶密封成为现实。

本发明采用的技术方案为：

一种室温超塑性可溶金属，其原料组成按以下质量配比：

Ga：0.3-3%；

In：0.15-3.5%；

Sn：0.4-6%；

细化剂：20-90%；

余量为铝。

所述的细化剂为硼化钛。

所述的铝为纯铝锭，铝锭的纯度为至少为99%。

所述的铝锭的含铝量为99.5%。

其原料组成按以下质量配比：

Ga：2%；

In：1.5%；

Sn：4%；

细化剂：50%；

余量为铝。

一种室温超塑性可溶金属制作方法，具体步骤为：

步骤一，首先按质量百分比将纯铝锭熔融，再按照比例依次加入In，Sn，Ga制成混合物；

步骤二，在步骤一中制成的混合物中按照比例加入细化剂，然后混合均匀；

步骤三，步骤二中混合均匀后的熔体经打渣除气后，在铸铁模具中浇铸成毛胚料；

步骤四，步骤三中浇铸成的毛坯料在室温空冷后，再通过450℃-480℃热处理6-12h，处理后的试样空冷后加工成预制件。

所述的步骤四中，步骤三中浇铸成的毛坯料在室温空冷后，再通过460℃热处理6-12h，处理后的试样空冷后加工成预制件。

所述的步骤四中，步骤三中浇铸成的毛坯料在室温空冷后，再通过450-480℃热处理10h，处理后的试样空冷后加工成预制件。

本发明的有益效果为：