[发明专利]一种铝铜合金表面渗钇改性的熔盐电还原方法

说明书

本发明涉及铝铜合金表面渗钇改性技术，具体是应用电化学方法在铝铜合金表面渗入钇元素从而提高表面抗腐蚀性的方法。本发明包括以下步骤：(1)配比原材料，(2)预氧化，(3)净化，(4)电还原渗钇，(5)表面处理。渗钇的铝铜合金表面经240h乙酸铜盐雾(CASS)测试，单边腐蚀宽度范围2.0～6.0mm，优于未经渗钇处理的ZL203单边腐蚀宽度(8.0～10.0mm)。

技术领域

本发明涉及铝铜合金表面渗钇改性技术，具体是应用电化学方法在铝铜合金表面渗入钇元素从而提高表面抗腐蚀性的方法。

背景技术

Al-Cu类合金是工业上最早使用的铸铝合金，主要性能特点是室温和高温力学性能高，铸造工艺简单，切削加工性能好，耐热性能优良，是发展含Cu高强度铝合金和各种耐热合金的基础，但缺点是固溶体型合金的铸造性能差，抗腐蚀性能低，因此限制了铝铜二元合金的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝铜合金表面渗钇改性的熔盐电还原方法，它是由氧化物(Y₂O₃)通过熔盐电还原法将Y元素渗入ZL203(铜质量含量4-5％，余量为铝)合金表面的方法。

本发明的技术方案：一种铝铜合金表面渗钇改性的熔盐电还原方法，包括以下步骤：

(1)配比原材料：

以无水LiYF₄、LiF为基础电解质，Y₂O₃为元素Y的供体原料，ZL203合金为渗Y基体材料；

配比要求：

LiYF₄、LiF混合物占渗Y体系物质摩尔百分含量为99.2～99.5％，其余为Y₂O₃，且LiYF₄、LiF混合介质摩尔比LiYF₄:LiF＝9:1；

(2)预氧化：

将ZL203合金置于氮气与氧气摩尔比为1:9、压力1atm、温度500～550℃的气氛炉中氧化0.5～1.0h，再在空气中冷却至常温；

(3)净化：

将步骤(1)中的原材料LiYF₄-LiF-Y₂O₃充分混合，在温度600℃～650℃条件下融化，在真空度100～500Pa条件下保温2h，脱除体系内水分后通入氩气保护；

(4)电还原渗钇：

将步骤(3)净化的LiYF₄-LiF-Y₂O₃熔体，经氩气保护，在温度600～650℃、电压4.5～4.8V、电流密度0.3～0.5A/cm²条件下，电还原渗钇1～2h，之后取出ZL203合金基体在氩气中冷却至常温，其中阴极为预氧化的ZL203合金基体，阳极为石墨；

(5)表面处理：

将步骤(4)电还原渗钇的ZL203合金表面去除颗粒和毛刺后，用蒸馏水清洗再经80℃温度烘干1h即可。

主要控制条件及依据：

1、预氧化保证合金基体具有足够的氧化层厚度，同时也控制渗透层的厚度，主要依靠氧化气氛的氧含量(N₂与O₂摩尔比为1:9)，温度500～550℃下控制氧化时间为0.5～1.0h。

2、电渗保证良好的渗Y层厚度结构需严格控制温度范围600～650℃、电压范围4.5～4.8V及电渗时间1～2h。