[发明专利]一种可降解铝合金及其热处理方法、铝合金和其应用

说明书

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种可降解铝合金及其热处理方法、铝合金和其应用。能够使铝合金具有良好降解性的同时还具有较高的硬度，可应用于石油开发等领域。本发明实施例提供一种可降解铝合金，其特征在于，所述可降解铝合金的成分和质量百分比为：Mg：4~12%，Ga：2~10%，Sn：3~6%，余量为Al和其它不可避免的杂质。本发明实施例用于制备可降解且具有一定硬度的铝合金。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种可降解铝合金及其热处理方法、铝合金和其应用。

背景技术

近年来，大量可降解材料被广泛应用在石油开发领域，相比于多数可降解高分子材料而言，可降解金属材料具有更高的硬度。国内外对于可降解金属材料的研究主要集中在镁合金和铝合金两个方面。可降解镁合金材料因其具有良好的生物相容性主要应用在生物医学领域。可降解铝合金材料因其成本较低，主要应用于工程器件中，其降解原理主要是在铝基体中添加低熔点金属元素，运用电化学原理，通过Al/H₂O反应达到降解的目的。

基于Al-Ga合金是一种可溶性的兼具结构和功能于一体的金属材料，可在不同温度、不同介质以及不同压力条件下自行完成降解，但是，由于Ga的成本较高，Al-Ga合金通常通过添加其他低熔点元素来保证其降解性能。

目前，四元可降解Al-Ga合金是国内外研究的重点。其中，Ga元素含量对可降解铝合金的降解性有重要的影响。然而，目前所开发的可降解铝合金的硬度均普遍较低，限制了其在石油开发领域的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种可降解铝合金及其热处理方法、铝合金和其应用，能够使铝合金具有良好降解性的同时还具有较高的硬度，可应用于石油开发等领域。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种可降解铝合金，所述可降解铝合金的成分和质量百分比为：Mg：4~12%，Ga：2~10%，Sn：3~6%，余量为Al和其它不可避免的杂质。

可选的，所述可降解铝合金的成分和质量百分比为：Mg：4~8%，Ga：5~9%，Sn：4~6%，余量为Al和其它不可避免的杂质。

可选的，所述可降解铝合金的成分和质量百分比为：Mg：4.9%，Ga：7.9%，Sn：5.3%，余量为Al和其它不可避免的杂质。

第二方面，本发明实施例提供一种如第一方面所述的可降解铝合金的热处理方法，包括：制备所述可降解铝合金的铸锭；对所述铸锭进行固溶处理和时效处理，获得热处理后的可降解铝合金。

可选的，时效处理采用自然时效处理；相应地，所述固溶处理的温度为350℃-550℃，所述固溶处理的保温时间为3-6h，所述固溶处理的淬火方式为空冷或水冷。

可选的，所述固溶处理的温度为450℃，所述固溶处理的保温时间为6h；相应地，所述固溶处理的淬火方式为空冷。

可选的，所述固溶处理的温度为450℃，所述固溶处理的保温时间为3h；相应地，所述固溶处理的淬火方式为水冷。

第三方面，本发明实施例提供一种铝合金，通过如第二方面所述的可降解铝合金的热处理方法制备获得。

可选的，所述高强度的可降解铝合金的维氏硬度值为HV 154.5。

第四方面，本发明实施例提供一种如第三方面所述的铝合金作为井下工具在石油开采方面的应用。