[发明专利]一种通过热处理提高锌铝合金耐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料制备领域，特别是涉及一种通过热处理提高锌铝合金耐蚀性的方法。

背景技术

锌铝合金具有较高的强度、极高的塑性、优秀的摩擦磨损性能、良好的减振性能、无磁性、无火花，其加工性能良好、制造成本低廉，是部分铜合金、铝合金和铸铁件的替代材料。我国是一个贫铜富锌的国家，研究开发高性能锌铝合金来代替铜合金，可使我国在稀缺资源替代利用技术方面形成自主知识产权体系，突破国外技术贸易壁垒，替代进口，为我国国民经济健康发展，提供可靠的技术支撑。

锌和铝都是比较活泼的金属。铝在中性环境中会形成致密的钝化膜，保护金属免受进一步的腐蚀。锌铝合金在大多数环境下耐腐蚀性都比较差，是制约锌铝合金应用前景的主要缺陷之一。提高锌铝合金的耐蚀性，以延长锌铝合金的使用寿命，对拓展锌铝合金的工业应用范围具有重要意义。

国内外研究者们，主要采用添加元素以及表面涂层等方法，来提高锌铝合金的耐蚀性。研究发现，在锌铝合金中，添加镁（Mg）、铜（Cu）、金（Au）、镍（Ni）、铂（Pt）等元素，可以提高合金的耐腐蚀性能。通过物理气相沉积法制备的TiN/Ti薄膜、Y₂O₃薄膜、Si薄膜，也可以提高锌铝合金的耐腐蚀性能。而锌铝合金的开发目的是替代铜合金，添加成本昂贵的元素或采用昂贵的表面涂层工艺会使锌铝合金的成本过高，不适用于工业化应用。

热处理对设备要求低，适合工业化生产，应用潜力较大，但目前通过热处理方法提高合金耐蚀性的研究主要集中在镁合金、铝合金、钛合金领域，在锌铝合金领域尚无报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种通过热处理提高锌铝合金耐蚀性的方法，能够通过热处理方法大幅提高锌铝合金的耐蚀性，该方法对设备要求不高，适合工业化生产。

为实现上述发明目的，本发明提供一下技术方案：提供一种通过热处理提高锌铝合金耐蚀性的方法，包括步骤：对锌铝合金在280℃-360℃进行固溶处理；固溶处理时间为8-16h；固溶处理完成后水淬。

所述的固溶处理温度为280℃-360℃，该温度范围内可发生固态相变，生成由α₂相构成的等轴细晶组织。由于α₂相的电极电位介于α₁相和η相之间，增加α₂相含量可降低不同相组织之间形成的微原电池的电势差，有利于提高合金的耐蚀性。

所述的固溶处理时间为8-16h，该处理时间可保证合金充分转变为α₂相。

固溶处理完成后水淬，以获得由大量亚稳α₂相以及平衡态的α₁相和η相共同构成的等轴细晶组织，避免因冷却速度过慢导致α₂相全部分解为α₁相和η相。通过提高α₂相在合金中的含量，有效降低因微原电池效应导致的晶间腐蚀，提高合金的耐蚀性。

所述的锌铝合金由如下质量百分比的组元组成：10-25%Al，1-5%Cu，0-0.005%Mg，余量为Zn。该成分范围为锌铝合金共析相变点附近，从而保证热处理过程中α₂相的生成。

本发明的有益效果是：通过上述方式，本发明提供的方法能够使锌铝合金获得由亚稳α₂相、平衡态的α₁相和η相共同构成的等轴细晶组织。由于α₂相的电极电位介于α₁相和η相之间，有效降低了不同相组织之间形成的微原电池的电势差，从而大幅提高合金的耐蚀性。本发明提供的方法处理过的锌铝合金在3.5wt-% NaCl水溶液中的浸泡失重速度为0.6×10^-4g·cm²·d^-1，腐蚀电位为-1.116V，腐蚀电流密度为2.24×10^-7A⋅cm^-2，相比未经本方法处理的锌铝合金在3.5wt-% NaCl水溶液中的浸泡失重速度为1.9×10^-4g·cm²·d^-1，腐蚀电位为-1.140V，腐蚀电流密度为2.49×10^-7A⋅cm^-2，合金耐蚀性有了大幅提高。本发明采用热处理方法，对设备要求低，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明一种通过热处理提高锌铝合金耐蚀性的方法的工艺流程图。