CN107012368A - 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法 - Google Patents

一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107012368A
CN107012368A CN201710217290.9A CN201710217290A CN107012368A CN 107012368 A CN107012368 A CN 107012368A CN 201710217290 A CN201710217290 A CN 201710217290A CN 107012368 A CN107012368 A CN 107012368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blank
sintering
compound
alloy
aluminium alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710217290.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107012368B (zh
Inventor
朱建锋
秦毅
刘毅
李婧
赵婷
张佩
方媛
方园
武文玲
武清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN201710217290.9A priority Critical patent/CN107012368B/zh
Publication of CN107012368A publication Critical patent/CN107012368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107012368B publication Critical patent/CN107012368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C22C1/0416—Aluminium-based alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法，包括以下步骤：利用预合成方法合成Al‑5％Ga、Al‑10％In、Al‑10％Mg、Al‑5％Sn、Al‑10％Zn等合金粉体；将所合成的合金粉体按质量比均匀混合，得到混合料并装罐待用；将混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，压制成型后将毛坯件脱模；将脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10‑15℃/min，烧结温度控制在750‑850℃范围内，烧结保温1‑3小时；烧结完毕后取出成品；将烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，机械加工为d＝50mm的规整样品。本发明具有较高力学性能，又具有良好溶解性能的特点。

Description

一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法
技术领域
本发明涉及可降解铝合金的制备方法技术领域，尤其涉及一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法。
背景技术
可降解材料是指在材料中加入一些促进其降解的助剂，或合成本身具有降解功能的材料，在使用和保存期内能满足原来应用性能要求，在复杂外界条件下，可以在一定时间内承受高温高压环境，又可以在其完成任务后就地降解。这类材料同时节省了人力和财力，提高了工作效率。
最常用的可降解材料有无机材料、有机材料及金属可降解材料。而有机材料存在脆性高、耐高温性能差、抗冲击性能差、强度低等缺点；无机材料有硬度高、难以加工、难以在水中溶解等缺点。目前，可降解有机材料和可降解无机材料在上述领域的开发和使用受到了严重的阻碍。目前，金属可降解材料的使用有望改善上述现状，成为较理想的选择。
最近10年间可降解材料在汽车零部件、油气开发用密封球等对抗冲性要求较高的领域广泛使用。对于该领域中高温高压等极端环境来说，可降解材料除了具备良好的溶解性能外，还兼备足够高的机械强度和一定的塑性。金属材料(如铝合金)具有高的机械强度，因此可溶解金属材料最有望成为该领域的首选材料。目前国内外研究者多用熔融铸造法生产可降解金属铝合金，专利201410819770.9提出了一种高强可溶解铝合金材料的制备方法，该专利中铝合金的制备采用熔融铸造方法。值得注意的是铸造铝合金存在晶粒粗大及物相偏析严重等缺点，导致其溶解过程不均匀，同时力学性能也难以提高。201410166267.8提出了一种可溶性镁基材料的制备与应用，该专利中使用的是金属的纯粉末进行混合冷压以及真空烧结，容易出现金属合金化困难的问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法，在纯铝中通过预合成技术分别引入多元低熔点合金Ga、In、Sn、Mg、Zn并协调各成分之间的作用，保证并提高了合金材料的组织及溶解均匀性。粉末冶金法，成功实现了对产品力学性能以及溶解均匀性的控制，制备出了具有较高力学性能，又具有良好溶解性能的铝基可降解合金材料。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法，包括以下步骤：
步骤一；利用预合成方法合成Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn等合金粉体；
步骤二；将步骤一中的所合成的合金粉体Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn按质量比(15％-20％):(25％-35％):(5％-10％):(20％-40％):(5％-25％)均匀混合，得到混合料并装罐待用；
步骤三；将步骤二中所混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，压制成型后将毛坯件脱模；
步骤四；将步骤三中的脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10-15℃/min，烧结温度控制在750-850℃范围内，烧结保温1-3小时；烧结完毕后取出成品；
步骤五；将步骤四中烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，然后机械加工为d＝50mm的规整样品。
所述的步骤三中的压机压制压力为300-500MPa。
本发明的有益效果：
本发明利用预合成法首先合成了Al-5Ga、Al-10In、Al-10Mg、Al-5Sn、Al-10Zn等中间合金粉体，然后按一定质量比冷压成型后用粉末冶金工艺制成了一种能持续与水进行反应的可降解铝合金，由于该材料成分可调性大，合成工艺简单、合成过程易于控制、抗压强度可达60MPa以上、结构均匀致密，成本较低，拓宽了该可降解铝基复合材料在工程领域的应用范围。
附图说明
图1为本发明合金粉体制成试样的形貌图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步详细说明。
实施例1；
步骤一；利用预合成方法合成Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn等合金粉体；
步骤二；将步骤一中的所合成的合金粉体按质量比15％(Al-5％Ga)、35％(Al-10％In)、5％(Al-10％Mg)、20％(Al-5％Sn)、25％(Al-10％Zn)均匀混合，得到混合料并装罐待用；
步骤三；将步骤二中所混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，在压制压力为300MPa，保压1小时，压制成型后将毛坯件脱模；
步骤四；将步骤三中的脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10-15℃/min，烧结温度控制在750℃，烧结保温1小时；烧结完毕后取出成品；
步骤五；将步骤四中烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，然后机械加工为d＝50mm的规整样品。
实施例2；
步骤一；利用预合成方法合成Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn等合金粉体；
步骤二；将步骤一中的所合成的合金粉体按质量比20％(Al-5％Ga)、30％(Al-10％In)、10％(Al-10％Mg)、20％(Al-5％Sn)、20％(Al-10％Zn)均匀混合，得到混合料并装罐待用；
步骤三；将步骤二中所混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，在压制压力为400MPa，保压1小时，压制成型后将毛坯件脱模；
步骤四；将步骤三中的脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10-15℃/min，烧结温度控制在750℃，烧结保温1小时；烧结完毕后取出成品；
步骤五；将步骤四中烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，然后机械加工为d＝50mm的规整样品。
实施例3；
步骤一；利用预合成方法合成Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn等合金粉体；
步骤二；将步骤一中的所合成的合金粉体按质量比20％(Al-5％Ga)、25％(Al-10％In)、10％(Al-10％Mg)、40％(Al-5％Sn)、5％(Al-10％Zn)均匀混合，得到混合料并装罐待用；
步骤三；将步骤二中所混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，在压制压力为500MPa，保压1小时，压制成型后将毛坯件脱模；
步骤四；将步骤三中的脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10-15℃/min，烧结温度控制在750℃，烧结保温1小时；烧结完毕后取出成品；
步骤五；将步骤四中烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，然后机械加工为d＝50mm的规整样品。
如图1所示：合金粉体按20％(Al-5％Ga)、30％(Al-10％In)、10％(Al-10％Mg)、20％(Al-5％Sn)、20％(Al-10％Zn)的质量比制成试样的形貌图，由图可以看出，合金相均匀分布于铝基体中。

Claims (2)

1.一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法，其特征在于，包括以下步骤；
步骤一；利用预合成方法合成Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn合金粉体；
步骤二；将步骤一中的所合成的合金粉体Al-5％Ga、Al-10％In、Al-10％Mg、Al-5％Sn、Al-10％Zn按质量比(15％-20％):(25％-35％):(5％-10％):(20％-40％):(5％-25％)均匀混合，得到混合料并装罐待用；
步骤三；将步骤二中所混合得到的混合料送入压机预设的产品模具中，将混合料压制为毛坯件，压制成型后将毛坯件脱模；
步骤四；将步骤三中的脱模后的毛坯件放入氩气保护气氛烧结炉中，先通半小时氩气以排除炉腔内的氧化性气氛，于烧结炉中升温至保温温度下烧结；升温速率控制在10-15℃/min，烧结温度控制在750-850℃范围内，烧结保温1-3小时；烧结完毕后取出成品；
步骤五；将步骤四中烧结完成的成品放入整形模中进行整形处理，然后机械加工为d＝50mm的规整样品。
2.根据权利要求1所述的一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法，其特征在于，所述的步骤三中的压机压制压力为300-500MPa。
CN201710217290.9A 2017-04-05 2017-04-05 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法 Active CN107012368B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710217290.9A CN107012368B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710217290.9A CN107012368B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107012368A true CN107012368A (zh) 2017-08-04
CN107012368B CN107012368B (zh) 2019-03-19

Family

ID=59445815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710217290.9A Active CN107012368B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107012368B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108950346A (zh) * 2018-04-03 2018-12-07 袁颖宏 一种敏感性可溶解合金材料及其制造方法
CN110512123A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 青岛大地新能源技术研究院 一种高强度可溶铝合金及其制备方法与应用
CN114015913A (zh) * 2020-10-30 2022-02-08 青岛大地创鑫科技有限公司 一种高强度可溶铝合金及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2435046A (en) * 2006-02-09 2007-08-15 Schlumberger Holdings Controllably reactive material
CN101560619A (zh) * 2008-03-04 2009-10-21 普拉德研究及开发股份有限公司 生产油田可降解合金以及相关产品的方法
CN102409202A (zh) * 2011-11-16 2012-04-11 湖北工业大学 一种Al-Ga-In-Sn-Zn合金及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2435046A (en) * 2006-02-09 2007-08-15 Schlumberger Holdings Controllably reactive material
CN101560619A (zh) * 2008-03-04 2009-10-21 普拉德研究及开发股份有限公司 生产油田可降解合金以及相关产品的方法
CN102409202A (zh) * 2011-11-16 2012-04-11 湖北工业大学 一种Al-Ga-In-Sn-Zn合金及其制备方法和应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108950346A (zh) * 2018-04-03 2018-12-07 袁颖宏 一种敏感性可溶解合金材料及其制造方法
CN110512123A (zh) * 2019-09-25 2019-11-29 青岛大地新能源技术研究院 一种高强度可溶铝合金及其制备方法与应用
CN114015913A (zh) * 2020-10-30 2022-02-08 青岛大地创鑫科技有限公司 一种高强度可溶铝合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107012368B (zh) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108103381B (zh) 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法
US6521173B2 (en) Low oxygen refractory metal powder for powder metallurgy
CN104164587B (zh) 一种致密的弥散强化铜基复合材料
CN101818291B (zh) 一种铝铜镁银系粉末冶金耐热铝合金及其制备方法
CN108251685B (zh) 一种钨弥散强化铜基复合材料及其制备方法
CN108838404B (zh) 钛合金低成本近净成形方法
CN100465309C (zh) 一种利用放电等离子烧结制备高铌钛铝合金材料的方法
CN110819839A (zh) 一种高熵合金增强的镁基复合材料及其制备方法
CN110846530B (zh) 一种具有原位双相增强铝基复合材料的制备方法
CN107012368B (zh) 一种利用粉末冶金法制备高强可降解铝合金的方法
CN106521203B (zh) 一种AgCuTi合金的制备方法、其箔带钎料的制备方法及其产品
CN112680645B (zh) 一种含稀土Sm的自发泡多孔镁合金及其制备方法
CN113881875B (zh) 一种三维骨架结构金属增强铝基复合材料及制备方法
Mohd Salleh et al. Non-metal reinforced lead-free composite solder fabrication methods and its reinforcing effects to the suppression of intermetallic formation: short review
CN100432267C (zh) 一种高强镁基复合材料及其制备方法
US20140377119A1 (en) Oxygen-Enriched TI-6AI-4V Alloy and Process for Manufacture
CN110983152B (zh) 一种Fe-Mn-Si-Cr-Ni基形状记忆合金及其制备方法
US11219949B2 (en) Method for promoting densification of metal body by utilizing metal expansion induced by hydrogen absorption
CN109161765B (zh) 一种高铝高锶含量的变形镁合金及其制备方法
CN110983090B (zh) 一种含碳钼合金的烧结方法
CN105463276A (zh) 一种具有致密化表面的铝基粉末冶金零件的制备方法
CN1239284C (zh) 由元素粉末直接制备TiNi形状记忆合金管接头的方法
CN110484786B (zh) 一种高致密化核壳结构颗粒增强Al基复合材料及其制备方法
CN112063867A (zh) 一种γ相Zn-Ni合金的制备方法
EP2374905B1 (en) Manufacturing method of magnesium based alloy for high temperature

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant