[发明专利]提高再生铝合金开路电位的方法及具有高开路电位的再生铝合金

说明书

本发明涉及金属防腐技术领域，提供了一种提高再生铝合金开路电位的方法，以废杂铝为原料进行合金化、添加变质元素细化合金组织、优化铸造参数获得组织均匀的显微组织，相对原生铝合金，所得再生铝合金基体开路电位提高了50～200mV；合金化过程为熔炼过程中向原料中添加具有中间合金属性的废杂铝。添加具有变质作用的微量元素为Cr、Co、V、La一种或一种以上。铸造过程中通过控制铝合金锭冷却速率和均匀性，以提高组织均匀性。本发明通过优化原料、成分、组织设计，提高基体腐蚀电位，方法简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及金属防腐技术领域，特别涉及一种具有高开路电位的再生铝合金及具有高开路电位的再生铝合金。

背景技术

铝及铝合金因具有密度小、比强度高、耐蚀性好、成本低、可回收再生等优点，被广泛用于航空航天、建筑装饰、石油化工、电子通讯等领域。铝合金在腐蚀介质和载荷的共同作用下，易发生晶间腐蚀、剥蚀、应力腐蚀甚至出现腐蚀疲劳，使用寿命大大缩短。随着现代工业的快速发展，人们对铝合金耐腐蚀性能提出更高要求。开路电位是指在无外加电流的情况下，金属达到稳定腐蚀状态的时所测得的电位，又称自腐蚀电位。一般来说，开路电位越负，说明发生其发生腐蚀可能性越大。铝合金的开路电位取决于合金固溶体中某些合金元素的含量。以2XXX系和7XXX系铝合金为例，铜元素使合金的开路电位正移，锌元素使合金开路电位负移。也有研究者认为，合金耐腐蚀性能与合金显微组织有关，具有细小弥散的第二相且成分均匀的合金耐腐蚀性能更好。

目前，提高铝合金腐蚀性能的方法有添加元素法、阳极氧化法和涂层法等。如中国专利CN 107739933 A公开了一种耐腐蚀铝合金制备方法，该方法通过加入3.2～3.5％铼提高铝合金耐腐蚀性能。该发明直接加入单质元素合金进行熔炼，工艺简单，但能耗较高。中国专利CN 109963956 A公开了一种添加耐腐蚀添加剂提高铝合金腐蚀性能的方法，所用耐腐蚀添加剂为Zn、Ga及其组合，添加量不大于0.05wt％，适用于1XXX系铝合金、3XXX铝合金、5XXX铝合金，未涉及常用的2XXX系及7XXX系铝合金。中国专利CN 108360038 A公开了一种通过阳极氧化法提高铝合金型材腐蚀性能的方法，包括酸溶液除油、碱溶液洗净、电解液中进行阳极氧化等步骤。电解液温度为15～20℃，氧化时间20～40分钟。该发明通过在铝合金基体上形成致密的氧化膜提高腐蚀性能，但由于氧化膜为多孔结构，特定情况下，其腐蚀性能无法满足要求。中国专利CN 108624932 A公开了一种铝合金防腐涂层的制备方法，先采用硼酸—硫酸阳极氧化工艺形成氧化膜，再采用溶胶—凝胶法在180℃下热处理15min在氧化膜表面涂覆一层有机—无机复合涂层。该发明极大提高耐腐蚀性能，但过程复杂，且再回收利用成本高。

由此可见，现有的技术工艺综合成本较高，鲜有从原料、成分、组织设计等方面来提高铝合金基体腐蚀电位。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种具有高开路电位的再生铝合金及具有高开路电位的再生铝合金，该方法通过优化原料、成分、组织设计，以细化晶粒，均匀化显微组织，提高微区开路电位，从而提高基体腐蚀电位，成本较低，易于操作，适用多种牌号铝合金。

本发明采用如下技术方案：

一种提高再生铝合金开路电位的方法，该方法通过以废杂铝为原料进行合金化、添加变质元素细化合金组织、优化铸造参数获得组织均匀的显微组织，相对原生铝合金，所得再生铝合金基体开路电位提高了50～200mV。

进一步的，所述以废杂铝为原料进行合金化，具体为：在熔炼过程中向纯铝中添加具有中间合金属性的废杂铝，也可以仅采用废杂铝，完全不用纯铝及其他纯金属。

进一步的，废杂铝添加量为总重量的60～100％，当废杂铝添加量为100％时，表示仅使用废杂铝作为原料而不使用纯铝及其他纯金属。