[发明专利]一种含钆和钇的耐腐蚀铝合金材料的制备方法

摘要

一种含钆和钇的耐腐蚀铝合金材料的制备方法，按照质量百分比配料：硅9.6~12wt.%，铜1.5~3.5wt.%，钆0.4~0.6wt.%，钇0.4~0.6wt.%，其余为铝和不可避免的杂质。控制合金中不同元素的含量，经稀土钆精炼之后，再进行压铸成型。本发明制得的铝合金材料表面光洁度高且表面氧化铝保护层更加致密，具有优秀的抗海水腐蚀性能，可以满足在海洋环境中的应用；可以使稀土Gd在合金中Al2Cu和Al‑Fe‑Si等金属间化合物表面形成一层稀土包覆膜，阻碍腐蚀电子流动；可以提升压铸Al‑Si‑Cu合金的固溶度，进一步减少电偶腐蚀影响；操作安全简单，对设备要求低，制造成本得以大幅降低。

主权项

1.一种含钆和钇的耐腐蚀铝合金材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：其各元素质量百分比组成为：硅9.6~12wt.%，铜1.5~3.5wt.%，钆0.4~0.6wt.%，钇0.4~0.6wt.%，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0.3wt.%，且所述的不可避免杂质中铁在合金中的含量不超过0.1wt.%；将一定质量的纯铝锭在熔炼温度为730~750℃的刚玉坩埚内融化，保温5~10分钟；将步骤（2）炉温升至830~850℃，然后将预烘干的Al-10Si合金平均分为若干等份加入升温后的熔体内，每次加入Al-10Si合金的量为熔体总质量的2.0~3.5wt.%；每次加入后均采用双叶搅拌器搅拌，全部加入后静置保温5~10分钟，该过程通入氩气进行保护；将预烘干的Al-10Cu合金平均分为若干等份加入步骤（3）所述的熔体内，每次加入Al-10Cu合金的量为熔体总质量的0.15~0.3wt.%；每次加入后均采用双叶搅拌器搅拌，全部加入后静置保温5~10分钟，该过程通入氩气进行保护；进行精炼，将预烘干的Al-10Gd合金平均分为若干等份加入步骤（4）所述的熔体内，每次加入Al-10Gd合金的量为熔体总质量的0.1~0.3wt.%；每次加入后均进行超声处理，超声功率为650~700W，超声频率为25000~30000Hz，超声时间与Al-10Gd合金的添加量成正比比例关系，Al-10Gd合金的添加量每增加0.1wt.%超声时间增加2~3min；全部加入后静置保温20~25分钟；该过程通入氩气进行保护；搅拌静置结束后所得混合熔体进行扒渣，扒渣后取样分析，将成分合格后的熔体温度降至680~710℃保温待用；将预烘干的Al-10Y合金平均分为若干等分加入步骤（5）所述的熔体内，每次加入Al-10Y合金的量为熔体总质量的0.1~0.3wt.%；每次加入后均进行超声处理，超声功率为700~735W，超声频率为27000~32500Hz，超声时间与Al-10Y合金的添加量成正比例关系，且Al-10Y合金的添加量每增加0.1wt.%超声时间增加2~3min；全部加入后静置保温20~30分钟；该过程通入氩气进行保护；搅拌静置结束后所得混合熔体进行扒渣，扒渣后取样分析，将成分合格后的熔体温度降至680~710℃保温待用；将步骤（6）所得成分合格后的熔体倒入压铸机浇口，压铸成柱状铝合金材料；压铸工艺设定如下：浇注温度680~710℃，料柄厚度25mm，模具温度150~170℃；压射力为330kN，锤头直径为60mm；压射压力116MPa，压射时间3S，冷却时间2S，留模时间10S；压铸过程中模柄动作行程位置为：慢压射起始位置为80mm，快压射起始位置为270mm，增压位置为280mm，跟踪位置为350mm；对步骤（7）得到的铝合金材料置于电阻炉内进行第一级固溶处理，固溶处理温度为430±3℃，保温时间2~3小时，后迅速放入温度为60~70℃的水中冷却；对步骤（8）得到的材料置于电阻炉内进行第二级固溶处理，固溶处理温度为470±3℃，保温时间1~2小时，后迅速放入温度为60~70℃的水中冷却；将步骤（9）所得的材料置于125±3℃温度下进行时效处理，时效时间为5~6小时，随后空冷得到一种含钆和钇的耐腐蚀的压铸铝合金。