一种耐腐蚀铝合金材料及其在铝合金栏杆中的应用的制作方法

1.本发明涉及铝合金材料技术领域，具体地说，涉及一种耐腐蚀铝合金材料及其在铝合金栏杆中的应用。


背景技术：

2.铝合金材料是指以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用，然而现有的铝合金材料在实际使用中会出现表面腐蚀现象，从而影响到铝合金的使用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种耐腐蚀铝合金材料及其在铝合金栏杆中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，一方面，本发明提供一种耐腐蚀铝合金材料，包括以下原料组成：铝2
‑
8份、碳8
‑
12份、铜3
‑
5份、钨5
‑
6份、硅2
‑
3份、钒4
‑
7份、钛18
‑
29份、钴6
‑
10份、助熔剂1
‑
3份、精炼剂5
‑
8份、三价铬钝化剂4
‑
7份、表面活性剂1
‑
3份。
5.作为本技术方案的进一步改进，所述助熔剂的主要成分为80％的二氧化硅和3％的铁，与杂质结合成渣而与金属分离，以达到熔炼的目的，助熔剂可以降低物质的软化、熔化或液化温度的物质，以便于铝合金的制备。
6.作为本技术方案的进一步改进，所述精炼剂的主要成分为铝、氧化镁、氧化钙等，精炼剂可清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使铝液更纯净，并兼有清渣剂的作用。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述三价铬钝化剂的主要成分为三价铬化合物10
‑
30g/l、硫酸铝20
‑
40g/l、钨酸盐2
‑
5g/l、无机酸5
‑
10g/l，三价铬钝化剂可增加铝合金表面的抗腐蚀性能，并且三价铬钝化剂是目前性能最为稳定、效果最好，毒性很小的钝化剂。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂，其主要成分为苯扎氯氨，通过表面活性剂可使得目标溶液表面张力显著下降，搭配三价铬钝化剂可以更好的对铝合金进行钝化。
9.另一方面，本发明提供一种耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括上述中任意一项所述的耐腐蚀铝合金材料，其操作步骤如下：
10.s1、称量，选取适宜份量的铝、碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴、助熔剂、精炼剂、三价铬钝化剂、表面活性剂；
11.s2、成液，将铝投入高温熔炉内形成铝液；
12.s3、精炼，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣；
13.s4、投料，依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴；
14.s5、助熔，向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
15.s6、熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融；
16.s7、去渣，再次投入精炼剂去除熔炉内的渣滓；
17.s8、成型，熔炉内各材料熔融形成铝合金材料；
18.s9、钝化，投入三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化。
19.发明提供的上述的耐腐蚀铝合金材料的制备方法所制备出的铝合金材料具有较高的耐腐蚀性。
20.作为本技术方案的进一步改进，所述s3和所述s7中借助喷射机利用惰性气体将精炼剂喷入铝液内，并充分搅拌后静置、扒渣，可以对熔炉内进行除气精炼去渣。
21.作为本技术方案的进一步改进，所述熔炉的温度为670
‑
750℃，过高的温度会使得铝合金的氧化速度加快，过低的温度会使得铝合金材料呈粥状不利于后续的钝化。
22.作为本技术方案的进一步改进，所述s6中熔炉内各金属材料熔化过程中对液态金属材料进行搅拌，加快熔炼的速度，节省熔化时间，对熔炼品质有很大的提升。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果：
24.1、该耐腐蚀铝合金材料及其制备方法中，通过投入助熔剂可以对铝液进行提纯，便于铝合金材料的制备，并通过设置有表面活性剂和三价铬钝化剂可以增加铝合金材料的坑腐蚀性能。
25.2、该耐腐蚀铝合金材料及其制备方法中，多次使用精炼剂可以去除熔炉内的杂质，提高铝合金材料的纯度。
附图说明
26.图1为本发明的整体流程框图；
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
29.一、熔融
30.首先对原材料进行称量，选取铝2份、碳8份、铜3份、钨5、硅2份、钒4份、钛18份、钴6份、助熔剂1份、精炼剂5份、三价铬钝化剂4份、表面活性剂1份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
31.采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
32.二、钝化
33.开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
34.经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
35.实施例2一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
36.一、熔融
37.首先对原材料进行称量，选取铝4份、碳8份、铜4份、钨5份、硅2份、钒6份、钛20份、钴7份、助熔剂2份、精炼剂5份、三价铬钝化剂4份、表面活性剂2份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
38.采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
39.二、钝化
40.开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
41.经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
42.实施例3一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
43.一、熔融
44.首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂6份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
45.采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
46.二、钝化
47.开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
48.经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
49.实施例4一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
50.一、熔融
51.首先对原材料进行称量，选取铝8份、碳12份、铜5份、钨6份、硅3份、钒7份、钛29份、钴10份、助熔剂3份、精炼剂8份、三价铬钝化剂7份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
52.采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
53.二、钝化
54.开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
55.经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
56.在上述实施例1
‑
4中：
57.助熔剂的主要成分为80％的二氧化硅和3％的铁，与杂质结合成渣而与金属分离，以达到熔炼的目的，助熔剂可以降低物质的软化、熔化或液化温度的物质，以便于铝合金的制备。
58.精炼剂的主要成分为铝、氧化镁、氧化钙等，精炼剂可清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使铝液更纯净，并兼有清渣剂的作用。
59.三价铬钝化剂的主要成分为三价铬化合物10
‑
30g/l、硫酸铝20
‑
40g/l、钨酸盐2
‑
5g/l、无机酸5
‑
10g/l，三价铬钝化剂可增加铝合金表面的抗腐蚀性能，并且三价铬钝化剂是目前性能最为稳定、效果最好，毒性很小的钝化剂。
60.表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂，其主要成分为苯扎氯氨，通过表面活性剂可使得目标溶液表面张力显著下降，搭配三价铬钝化剂可以更好的对铝合金进行钝化。
61.本发明制备的耐腐蚀铝合金材料具有良好的抗腐蚀性，本发明制备的耐腐蚀铝合金材料的检测指标，具体见表1：
62.表1：
[0063] 出现明显腐蚀现象时间/天实施例15实施例27实施例310实施例46
[0064]
根据表1所示，采用本发明制备耐腐蚀铝合金材料中，选用铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂6份、表面活性剂3份时所制备的铝合金材料表面出现明显腐蚀需要时间最长，铝合金材料的耐腐蚀性能最高。
[0065]
对比例1一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
[0066]
一、熔融
[0067]
首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
[0068]
采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且
采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
[0069]
二、钝化
[0070]
开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
[0071]
经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
[0072]
对比例2一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
[0073]
一、熔融
[0074]
首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂4份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
[0075]
采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
[0076]
二、钝化
[0077]
开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
[0078]
经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
[0079]
对比例3一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
[0080]
一、熔融
[0081]
首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂5份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
[0082]
采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
[0083]
二、钝化
[0084]
开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
[0085]
经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
[0086]
对比例4一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
[0087]
一、熔融
[0088]
首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂6份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
[0089]
采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
[0090]
二、钝化
[0091]
开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
[0092]
经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
[0093]
对比例5一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，包括：
[0094]
一、熔融
[0095]
首先对原材料进行称量，选取铝6份、碳10份、铜4份、钨5份、硅3份、钒6份、钛25份、钴9份、助熔剂3份、精炼剂5份、三价铬钝化剂7份、表面活性剂3份后将铝投入高温熔炉内被加热融化形成铝液，向熔炉内投入精炼剂提纯铝液并清渣后依次向熔炉内投入碳、铜、钨、硅、钒、钛、钴，最后向熔炉内投入助熔剂降低各材料熔化温度并与杂质结合成渣；
[0096]
采用助熔剂可以将物体中的杂质结合成渣从而与金属分离，提高金属纯度，并且采用精炼剂可以对铝液进行提纯，以便于铝合金材料的制备。
[0097]
二、钝化
[0098]
开始熔炼，熔炉内各材料开始进行熔融并初步融合，再次向熔炉内投入精炼剂去除熔炉内的渣滓后等待熔炉内各材料熔融最终形成铝合金材料，铝合金材料产出后对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化；
[0099]
经过原材料熔融产出的铝合金材料以及后续对铝合金材料使用三价铬钝化剂和表面活性剂对铝合金材料进行钝化处理，使得铝合金材料具有较高的抗腐蚀性能，有利于铝合金材料的应用。
[0100]
本发明耐腐蚀铝合金材料的制备过程中，铝合金材料的耐腐蚀性能较高，与其加入的三价铬钝化剂有较大关系，为了验证相关的技术方案，申请人进行了如下的试验：
[0101]
对比例1
‑
5：采用实施例1
‑
4的方法，在去除三价铬钝化剂和改变三价铬钝化剂用量的情况下，检测制备的耐腐蚀铝合金材料的相关指标，具体见表2：
[0102]
表2：
[0103] 出现明显腐蚀现象时间/天实施例15对比例12对比例27对比例39
对比例410对比例59
[0104]
根据表2所示，去除三价铬钝化剂的铝合金材料出现明显腐蚀现象时间只有2天，由此可以看出添加三价铬钝化剂可以提高铝合金材料的耐腐蚀能力，在由小到大改变三价铬钝化剂用量情况下，铝合金材料出现明显腐蚀现象的时间逐渐增长，因此三价铬钝化剂是影响铝合金材料的耐腐蚀能力的重要因素。
[0105]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。