含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti的熱浸鍍鑄鋁合金及其製備方法
2023-05-27 02:59:06
專利名稱：含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti的熱浸鍍鑄鋁合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及多種熱浸鍍鑄鋁合金及其製備方法，尤其是涉及多種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金及其製造方法。
背景技術：
隨著科學技術的迅猛發展，應用於近海和海洋中的工程裝備越來越多，但其服役條件按ISO 9225環境評價標準一般>C5級，屬於極端惡劣環境。所述環境大氣多雨、高溫、多鹽霧和強風流，裸露在外的零件將受到強烈的大氣腐蝕、電化學腐蝕以及氣流衝刷侵蝕的綜合作用，各種鋼結構的使用壽命遠低於一般內陸戶外環境。例如，當前風能已經日漸成為技術最成熟、最具備規模開發條件的可再生潔淨能源。但由於風力發電機組是利用風能發電，而在海岸線、離岸海洋中具有豐富的風力資源， 因此風電場的建設有很大比例是選址在近海岸或離岸海洋中。但在海洋氣候條件下服役的風力發電設備由於機組的外部構件如機艙、引擎罩、塔架等直接裸露於極端的腐蝕大氣中， 採用常規的防護措施，往往僅數個月便產生嚴重的腐蝕，因此，目前迫切需要解決耐海洋氣候的工程零件防腐處理用的塗層的耐腐蝕問題。
發明內容
針對現有技術中這些問題，本發明提供多種適合於耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄造鋁合金及其製造方法。首先，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、RE和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自TiO2, CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為=Zn 35 58%, Si 0.3 4.0%，RE 0. 02 1. 0%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0. 01 1.0%，餘量為 Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、Mg、RE和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si :0. 3 4. 0 %，Mg :0. 1 5. 0 %，RE :0. 02 1. 0 %，納米氧化物顆粒增強劑總的含量 0. 01 1. 0%，餘量為Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、RE、Ni和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si :0. 3 4. 0 %，RE 0. 02 1. 0 %，Ni :0. 1 3. 0 %，納米氧化物顆粒增強劑總的含量 0. 01 1. 0%，餘量為Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、RE、Ti和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si :0. 3 4. 0%，RE 0. 02 1. 0%，Ti :0. 01 0. 5%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量
0.01 1.0%，餘量為Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、Mg、RE、Ni和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si 0. 3 ~ 4. 0%, Mg 0. 1 5. 0%，RE :0. 02 ~ 1. 0%, Ni :0. 1 3. 0%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0. 01 1. 0%，餘量為Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、Mg、RE、Ti和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si 0. 3 4. 0%，Mg :0. 1 5. 0%，RE :0. 02 1. 0%, Ti :0. 01 0. 5%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0. 01 1. 0%，餘量為Al及不可避免的雜質。再者，本發明提供的一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、ai、Si、RE、Ti、Ni和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn :35 58%， Si 0. 3 4. 0%，RE 0. 02 1. 0%, Ti :0. 01 0. 5%, Ni :0. 1 3. 0%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0. 01 1. 0%，餘量為Al及不可避免的雜質。其中，RE是稀土元素的任一種或幾種。優選的，如果採用的納米氧化物顆粒是均勻的球體顆粒，則球體比表面積和平均粒徑滿足如下關係式
權利要求
1.一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述鑄鋁合金由Al、 Zn、Si、Mg、RE、Ti和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、 CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Ζη:35 58%，Si :0. 3 4.0%， Mg :0. 1 5. 0%，RE 0. 02 1. 0%，Ti :0. 01 0. 5%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量 0.01 1.0%，餘量為Al及不可避免的雜質。
2.如權利要求1所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中納米氧化物顆粒增強劑是均勻的球體顆粒，且納米氧化物顆粒增強劑的比表面積和平均粒徑滿足如下關係式
3.如權利要求1所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述TiA的平均粒徑為15 60nm。
4.如權利要求1或3所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述TW2的比表面積為20 90m2/g°
5.如權利要求1所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述( 的平均粒徑為25 70nm。
6.如權利要求1或5所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中所述CeO2的比表面積為10 80m2/g°
7.如權利要求1所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中納米氧化物顆粒增強劑為TiO2和CeO2, 且TiO2和CeO2質量比為1 (1 3)。
8.如權利要求1所述的熱浸鍍鑄鋁合金，其中各組成成份佔總質量百分比為Ζη: 41 51%，Si 1 3. 2%, Mg 1. 8 4%，RE 0. 05 0. 8%, Ti 0. 05 0. 35%，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0. 05 0. 8%。
9.一種製造權利要求1所述熱浸鍍鑄鋁合金的方法，根據Al、Zn、Si、Mg、RE、Ti、納米氧化物顆粒增強劑的質量百分比備料，先在真空或氣氛保護爐中將Al加熱升溫至700 750°C溶化，攪拌均勻，加入Si ；然後升溫至800 840°C後加RE ；再加熱升溫至830°C 850°C後加Si ；再加熱升溫至850°C 880°C後加Ti ；經降溫至750 700°C後加入Mg與納米氧化物顆粒增強劑；再將溫度降低到700 650°C經攪拌均勻後靜置10 35分鐘後澆鑄或壓鑄成錠。
10.如權利要求9所述的方法，所述加熱過程中的升溫速率為10 40°C/分鐘，所述降溫過程中的降溫速率為20 60°C /分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種耐海洋氣候工程零件防腐處理用的熱浸鍍鑄鋁合金及其製備方法，其中所述鑄鋁合金由Al、Zn、Si、Mg、RE、Ti和納米氧化物顆粒增強劑組成，所述納米氧化物顆粒增強劑選自TiO2、CeO2中的一種或兩種，各組成成份佔總質量百分比為Zn35～58％，Si0.3～4.0％，Mg0.1～5.0％，RE0.02～1.0％，Ti0.01～0.5％，納米氧化物顆粒增強劑總的含量0.01～1.0％，餘量為Al及不可避免的雜質，採用本發明所生產的鑄鋁合金作塗層，可在海洋氣候條件下賦予其充分耐腐蝕性能和抗衝刷侵蝕性能。
文檔編號C22C21/10GK102304652SQ20111027760
公開日2012年1月4日 申請日期2010年9月1日 優先權日2009年11月19日
發明者馮立新, 張敏燕, 繆強 申請人:江蘇麟龍新材料股份有限公司