一种Mg2Sn合金粉体的制备方法与流程

文档序号:11467310阅读:234来源:国知局

本发明属于金属材料制备技术领域,特别涉及一种mg2sn合金粉体的制备方法。



背景技术:

目前,最常用的可降解材料有有机聚合物材料和金属可降解材料,由于有机聚合物的易变性、强度低、高温性能差等特点,容易在压裂的过程中造成卡塞。因此使用金属可降解材料是目前一种最佳的选择,目前可降解的金属材料有铝合金和镁合金。专利201410819770.9提出了一种高强可溶解铝合金材料,该材料不仅具有较高的强度,而且在发挥其作用后无需磨削或返排,大大提高了油气开采的工作效率。专利200910130736.x中也涉及制造一种可降解合金,包括在模具中放置一种或多种合金化产物的粉末,经压制和烧结所得粉末制成产品,但并未涉及该合金粉末的制备。其中该可降解合金的腐蚀原理是铝基体与第二相mg2sn形成微小原电池,发生溶解,铝粉一般为工业原始产品,而mg2sn合金粉体则需要通过合成制备。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种mg2sn合金粉体的制备方法,能够使得合成的铝合金可降解材料更加均一,同时降低铝合金材料的烧结温度,细化晶粒,提高材料的强度和腐蚀性能,具有工艺简单、应用范围广的特点。

为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种mg2sn合金粉体的制备方法,其步骤如下:

步骤1:将nacl和kcl混合,置于保护气体中加热,保温,冷却至室温,破碎,得到熔盐介质固体粉末;

步骤2:将粒径均低于50μm的镁粉和锡粉混合均匀,所得混合粉末与熔盐介质固体粉末混合;

步骤3:将步骤2所得产物置于保护气体中充分熔融,继续升温至700-850℃,保温,冷却至室温;

步骤4:去除步骤3所得产物中附着的盐类,将粉末状的沉淀干燥,得到mg2sn合金粉体;

步骤5:将mg2sn合金粉体和铝粉混合后在真空热压炉中加热并保温,合成可溶解铝合金材料。

所述步骤1将nacl和kcl按照质量比1:1混合,置于六氟化硫和二氧化碳的混合气体中,加热到750℃,保温2h后随炉冷却至室温。

所述步骤2的镁粉和锡粉按照质量比(5:12)-(7:12)混合均匀。

所述步骤2混合粉末与熔盐介质固体粉末按质量比(2:1)-(3:1)混合。

所述保护气体为六氟化硫和二氧化碳按照体积比为1:1混合而成。

所述将步骤2所得产物置于保护气体中升温至熔盐介质固体粉末的熔点,保温时间为0.5-2h使熔盐介质固体粉末充分熔融,升温速度为3-20℃/min。

所述步骤3保温时间为0.5-3h。

所述去除步骤3所得产物中附着的盐类采用去离子水中浸泡的方式。

所述mg2sn合金粉体和铝粉按照质量比(1:5)-(1:10)混合,加热温度为600-650℃,压力为0.2-0.8mpa,保温时间为0.5-2h。

本发明所提供的熔盐法制备第二相合金粉体,而后可采用粉末冶金法制备可降解合金材料,采用nacl-kcl等无机盐体系作为熔盐,可以进一步降低第二次合成温度,简化工艺,同时使得合成的铝合金可降解材料更加均一,细化晶粒,有助于第二相与基体相分布均匀,减少偏析,增加可降解铝合金的强度和溶解速率,其抗拉强度可达256mpa,在3%kcl溶液中、93℃下,每天的腐蚀深度为8mm,提高材料的强度和腐蚀性能,所制备的合金粉体具有良好的电学性能和力学性能,其腐蚀电位可达-1.4vsce(ocp)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

步骤1:将nacl和kcl按照质量比1:1混合,置于六氟化硫和二氧化碳的混合气体中,加热到750℃,保温2h后随炉冷却至室温,破碎,得到熔盐介质固体粉末;

步骤2:将粒径均低于50μm的镁粉和锡粉按照质量比5:12混合均匀,所得混合粉末与熔盐介质固体粉末按质量比3:1混合;

步骤3:将步骤2所得产物置于六氟化硫和二氧化碳按照体积比为1:1混合而成的保护气体中升温至熔盐介质固体粉末的熔点,保温时间为0.5h使熔盐介质固体粉末充分熔融,升温速度为10℃/min,继续升温至850℃,保温时间为2h,之后随炉冷却至室温;

步骤4:将步骤3所得产物置入去离子水中浸泡,去除附着的盐类,将粉末状的沉淀干燥,得到mg2sn合金粉体;

步骤5:将mg2sn合金粉体和铝粉按照质量比1:10混合后在真空热压炉中加热至630℃,在压力为0.2mpa下保温2h,合成可溶解铝合金材料。

实施例二

步骤1:将nacl和kcl按照质量比1:1混合,置于六氟化硫和二氧化碳的混合气体中,加热到750℃,保温2h后随炉冷却至室温,破碎,得到熔盐介质固体粉末;

步骤2:将粒径均低于50μm的镁粉和锡粉按照质量比7:12混合均匀,所得混合粉末与熔盐介质固体粉末按质量比2.5:1混合;

步骤3:将步骤2所得产物置于六氟化硫和二氧化碳按照体积比为1:1混合而成的保护气体中升温至熔盐介质固体粉末的熔点,保温时间为1.5h使熔盐介质固体粉末充分熔融,升温速度为3℃/min,继续升温至750℃,保温时间为0.5h,之后随炉冷却至室温;

步骤4:将步骤3所得产物置入去离子水中浸泡,去除附着的盐类,将粉末状的沉淀干燥,得到mg2sn合金粉体;

步骤5:将mg2sn合金粉体和铝粉按照质量比1:8混合后在真空热压炉中加热至600℃,在压力为0.5mpa下保温0.5h,合成可溶解铝合金材料。

实施例三

步骤1:将nacl和kcl按照质量比1:1混合,置于六氟化硫和二氧化碳的混合气体中,加热到750℃,保温2h后随炉冷却至室温,破碎,得到熔盐介质固体粉末;

步骤2:将粒径均低于50μm的镁粉和锡粉按照质量比6:12混合均匀,所得混合粉末与熔盐介质固体粉末按质量比2:1混合;

步骤3:将步骤2所得产物置于六氟化硫和二氧化碳按照体积比为1:1混合而成的保护气体中升温至熔盐介质固体粉末的熔点,保温时间为2h使熔盐介质固体粉末充分熔融,升温速度为3℃/min,继续升温至700℃,保温时间为3h,之后随炉冷却至室温;

步骤4:将步骤3所得产物置入去离子水中浸泡,去除附着的盐类,将粉末状的沉淀干燥,得到mg2sn合金粉体;

步骤5:将mg2sn合金粉体和铝粉按照质量比1:5混合后在真空热压炉中加热至650℃,在压力为0.8mpa下保温1.5h,合成可溶解铝合金材料。



技术特征:

技术总结
一种Mg2Sn合金粉体的制备方法,首先,将NaCl和KCl混合、加热、保温、冷却、破碎,得到熔盐介质固体粉末,其次,将粒径均低于50μm的镁粉和锡粉混合均匀,所得混合粉末与熔盐介质固体粉末混合,再次,将上步所得产物充分熔融,继续升温,保温,之冷却至室温,最后,去除上步所得产物中附着的盐类,将粉末状的沉淀干燥,得到Mg2Sn合金粉体,将Mg2Sn合金粉体和铝粉混合后在真空热压炉中加热并保温,合成可溶解铝合金材料,能够使得合成的铝合金可降解材料更加均一,同时降低铝合金材料的烧结温度,细化晶粒,提高材料的强度和腐蚀性能,具有工艺简单、应用范围广的特点。

技术研发人员:朱建锋;杨波;侯小江;秦毅;李文君;卢博;马宁;王芬
受保护的技术使用者:陕西科技大学
技术研发日:2017.04.05
技术公布日:2017.08.22
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1