CN110819830A - 一种防腐蚀型铝棒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝材加工技术领域，具体涉及一种防腐蚀型铝棒及其制备方法。所述防腐蚀型铝棒加工原材料包括镁1.5～3.3％、硅1.2～1.5％、铜1.0～1.7％、铁0.04～0.08％、锌0.07～0.14％、锰0.4～0.8％、镍0.4～0.8％、钛0.03～0.06％、铬0.05～0.09％、钼0.02～0.04％、钡0.01～0.03％、余量为铝；加工过程中在成型后的铝棒两端各接入一小块相同形状的钙镁合金作阳极，使得铝棒作为阴极，在铝棒存放过程中，化学性质比铝活波的钙镁合金先发生化学腐蚀，起到牺牲阳极，保护阴极的化学防护作用，进而有效防止铝棒在存放过程中发生腐蚀，提高了铝棒的使用价值，延长铝棒使用寿命。

Description

一种防腐蚀型铝棒及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝材加工技术领域，具体涉及一种防腐蚀型铝棒及其制备方法。

背景技术

铝是一种在大自然中存在量极大的轻金属，其具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚、而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。铝合金生产的过程中的杂质含量会影响铝合金的性能，而且随着铝棒产品的应用场景不断延伸，对成品铝棒的精度要求也越来越高。

除此之外，铝金属本身放置在空气中，容易被氧化腐蚀，严重影响了铝棒的使用寿命，降低了其使用价值，甚至有些长期放置的铝棒无法达到用工需求，造成了很大的成本浪费。

发明内容

为了提高铝棒的使用寿命，使得铝棒长期放置在空气中不易被腐蚀，甚至是放置在潮湿环境下都不易被腐蚀，本发明提供了一种防腐蚀型铝棒及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种防腐蚀型铝棒，包括以下重量份原料：

镁1.5～3.3％、硅1.2～1.5％、铜1.0～1.7％、铁0.04～0.08％、锌0.07～0.14％、锰0.4～0.8％、镍0.4～0.8％、钛0.03～0.06％、铬0.05～0.09％、钼0.02～0.04％、钡0.01～0.03％、余量为铝。

优选的，所述防腐蚀型铝棒加工原材料包括以下重量份原料：

镁3.3％、硅1.2％、铜1.7％、铁0.04％、锌0.14％、锰0.4％、镍0.8％、钛0.03％、铬0.09％、钼0.02％、钡0.03％、余量为铝。

一种防腐蚀型铝棒的制备方法，包括以下步骤：

a、准备原料：按照铝棒的成分要求，称取所需质量的金属镁、金属硅、金属铜、金属铁、金属锌、金属锰、金属镍、金属钛、金属铬、金属钼、金属钡、和金属铝；

b、初步熔炼：取所需质量的金属硅和金属镍，混拌均匀后平铺在熔炼炉中，升温至650～690℃，恒温25～30min，直至金属硅和金属镍开始凝结在一起，再升温至980～1050℃，直至金属硅和金属镍完全融化后，缓慢降温至750～900℃，加入所需质量的金属铝，恒温煅烧至金属铝完全融化；恒温20～25min，同时持续搅拌震荡金属熔融物，扒除金属熔融物表层铝渣；

c、精炼：缓慢降低上述金属熔融物温度为670～720℃，按质量比加入剩余原料，利用精炼机将精炼剂、除渣剂随惰性气体充入金属熔融物液中，恒温进行炉内精炼70～75min，精炼气压控制在0.8～1.2Mpa，精炼过程中随时扒除金属熔融物表层灰渣；

d、研磨熔铸：将上述精炼结束的金属熔融物立即送进相同温度下的研磨设备中恒温研磨15～20min，即进行磨浆处理，将金属熔浆磨得更加细腻，从而减少成品铝棒中的空隙或空鼓，控制研磨温度为670～720℃；

研磨结束后立即进行陶瓷片过滤，制得熔融铝合金，于680～700℃的温度下恒温铸锭，铸锭结束后降温至420～450℃，保温处理5～8h，制得初品铝合金；

e、挤压成型：将上述初品铝合金送入挤压机中，挤压成型，包括圆柱形、长方体型、或三角形铝棒；制得初品铝棒后进行机械喷砂和机械抛光，使得初品铝棒表层光滑铮亮；

f、接入阳极：待上述初品铝棒完全硬化后，送进挤压机中，再铝棒两头挤压涂抹熔融钙镁合金，控制挤压后铝棒直径大小不发生变化，及使得接入钙镁合金后，铝棒还是原本的圆柱形、长方体型、或三角形，且控制铝棒的直径或边长不发生变化；

熔融钙镁合金接入后，冷风吹拂至两头钙镁合金完全冷却硬化，再次对铝棒两头进行进行机械喷砂和机械抛光，制得半成品铝棒；

g、氧化：将上述半成品铝棒掉空在干燥封闭室中，泵入氧化气体，升温至350～400℃，恒温静置8～12h；

h、风干：将上述氧化结束的铝棒送进30～32℃的食盐水中浸泡3～5min，起到洗涤作用，同时也在铝棒表层残留部分化学性质更活波的钠元素，钠金属作为阳极，对铝棒本身也起到不错的化学防护作用；将浸泡后的铝棒捞出送进氮气槽中风干，氮气温度为12～18℃，湿度为13～16％，即得成品防腐蚀型铝棒。

优选的，所述接入阳极过程中，控制初品铝棒两头添加的钙镁合金长度为0.5～1cm，且所述钙镁合金添加后，控制铝棒形状不发生变化。

优选的，在初品铝棒两头添加的钙镁合金后，还可在初品铝棒和钙镁合金接口处横切一圈深2～5mm的切口，且控制初品铝棒与钙镁合金间固定连接、不脱落，即缩小两头接入的钙镁合金与初品铝棒间的接触面积，让钙镁合金仅与初品铝棒中间固定接触，方便后期使用铝棒时将铝棒与钙镁合金切割分离，同时也增大作为阳极的钙镁合金对作为阴极的铝棒的保护作用。

进一步地，所述切口表面还需涂抹一层油漆，即防止切口表面发生化学腐蚀。

优选的，所述氧化气体为氧气、氧化氢气体、二氧化硫中任意一种或一种以上。

优选的，所述氧化气体泵入方法如下：

选用加气机将氧化气体泵入封闭室中，直至封闭室中氧化气体体积分数为35～42％。

优选的，所述食盐水浓度为8～12％。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明在成型后的铝棒两端各接入一小块相同形状的钙镁合金作阳极，使得铝棒作为阴极，在铝棒存放过程中，化学性质比铝活波的钙镁合金先发生化学腐蚀，起到牺牲阳极，保护阴极的化学防护作用，进而有效防止铝棒在存放过程中发生腐蚀，提高了铝棒的使用价值，延长铝棒使用寿命；

除此之外，本发明还将成型铝棒送进氧化室中进行氧化处理，使得铝棒表层和接入的钙镁合金表层先生成一层薄薄的致密的氧化膜，更进一步对铝棒本身起到防腐蚀作用，配合阳极的接入，最大限度地防护铝棒在存放过程中不被腐蚀，即使是在潮湿空气中。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步作详细的说明，但本发明提供的技术方案不仅包括实施例中展现的内容。

实施例1

本实施例提供了一种防腐蚀型铝棒及其制备方法，所述防腐蚀型铝棒的加工原材料包括以下组份及其配比：

镁3.3％、硅1.2％、铜1.7％、铁0.04％、锌0.14％、锰0.4％、镍0.8％、钛0.03％、铬0.09％、钼0.02％、钡0.03％、余量为铝。

在本实施例中，所述防腐蚀型铝棒的制备方法如下：

a、准备原料：按照铝棒的成分要求，称取所需质量的金属镁、金属硅、金属铜、金属铁、金属锌、金属锰、金属镍、金属钛、金属铬、金属钼、金属钡、和金属铝；

b、初步熔炼：取所需质量的金属硅和金属镍，混拌均匀后平铺在熔炼炉中，升温至690℃，恒温25min，直至金属硅和金属镍开始凝结在一起，再升温至1050℃，直至金属硅和金属镍完全融化后，缓慢降温至900℃，加入所需质量的金属铝，恒温煅烧至金属铝完全融化；恒温20min，同时持续搅拌震荡金属熔融物，扒除金属熔融物表层铝渣；

c、精炼：缓慢降低上述金属熔融物温度为720℃，按质量比加入剩余原料，利用精炼机将精炼剂、除渣剂随惰性气体充入金属熔融物液中，恒温进行炉内精炼70min，精炼气压控制在0.8Mpa，精炼过程中随时扒除金属熔融物表层灰渣；

d、研磨熔铸：将上述精炼结束的金属熔融物立即送进相同温度下的研磨设备中恒温研磨20min，即进行磨浆处理，将金属熔浆磨得更加细腻，从而减少成品铝棒中的空隙或空鼓，控制研磨温度为720℃；

研磨结束后立即进行陶瓷片过滤，制得熔融铝合金，于700℃的温度下恒温铸锭，铸锭结束后降温至450℃，保温处理5h，制得初品铝合金；

e、挤压成型：将上述初品铝合金送入挤压机中，挤压成圆柱形铝棒；制得初品铝棒后进行机械喷砂和机械抛光，使得初品铝棒表层光滑铮亮；

f、接入阳极：待上述初品铝棒完全硬化后，送进挤压机中，再铝棒两头挤压涂抹长度为1cm的熔融钙镁合金，控制挤压后铝棒直径大小不发生变化，及使得接入钙镁合金后，铝棒还是原本的圆柱形、长方体型、或三角形，且控制铝棒的直径或边长不发生变化；

并在初品铝棒和钙镁合金接口处横切一圈深5mm的切口，切口表面还需涂抹一层油漆，即防止切口表面发生化学腐蚀，且控制初品铝棒与钙镁合金间固定连接、不脱落，即缩小两头接入的钙镁合金与初品铝棒间的接触面积，让钙镁合金仅与初品铝棒中间固定接触，方便后期使用铝棒时将铝棒与钙镁合金切割分离，同时也增大作为阳极的钙镁合金对作为阴极的铝棒的保护作用；

熔融钙镁合金接入后，冷风吹拂至两头钙镁合金完全冷却硬化，再次对铝棒两头进行进行机械喷砂和机械抛光，制得半成品铝棒；

g、氧化：将上述半成品铝棒掉空在干燥封闭室中，选用加气机将氧化氢气体泵入封闭室中，直至封闭室中氧化氢体积分数为35％，升温至400℃，恒温静置8h；

h、风干：将上述氧化结束的铝棒送进温度30℃、浓度12％的食盐水中浸泡3min，起到洗涤作用，同时也在铝棒表层残留部分化学性质更活波的钠元素，钠金属作为阳极，对铝棒本身也起到不错的化学防护作用；将浸泡后的铝棒捞出送进氮气槽中风干，氮气温度为18℃，湿度为13％，即得成品防腐蚀型铝棒。

实施例2

本实施例提供了一种防腐蚀型铝棒及其制备方法，所述防腐蚀型铝棒的加工原材料包括以下组份及其配比：

一种防腐蚀型铝棒，包括以下重量份原料：

镁1.5％、硅1.5％、铜1.0％、铁0.08％、锌0.07％、锰0.8％、镍0.4％、钛0.06％、铬0.05％、钼0.04％、钡0.01％、余量为铝。

在本实施例中，所述防腐蚀型铝棒的制备方法如下：

a、准备原料：按照铝棒的成分要求，称取所需质量的金属镁、金属硅、金属铜、金属铁、金属锌、金属锰、金属镍、金属钛、金属铬、金属钼、金属钡、和金属铝；

b、初步熔炼：取所需质量的金属硅和金属镍，混拌均匀后平铺在熔炼炉中，升温至650℃，恒温30min，直至金属硅和金属镍开始凝结在一起，再升温至980℃，直至金属硅和金属镍完全融化后，缓慢降温至750℃，加入所需质量的金属铝，恒温煅烧至金属铝完全融化；恒温25min，同时持续搅拌震荡金属熔融物，扒除金属熔融物表层铝渣；

c、精炼：缓慢降低上述金属熔融物温度为670℃，按质量比加入剩余原料，利用精炼机将精炼剂、除渣剂随惰性气体充入金属熔融物液中，恒温进行炉内精炼75min，精炼气压控制在1.2Mpa，精炼过程中随时扒除金属熔融物表层灰渣；

d、研磨熔铸：将上述精炼结束的金属熔融物立即送进相同温度下的研磨设备中恒温研磨15min，即进行磨浆处理，将金属熔浆磨得更加细腻，从而减少成品铝棒中的空隙或空鼓，控制研磨温度为670℃；

研磨结束后立即进行陶瓷片过滤，制得熔融铝合金，于680℃的温度下恒温铸锭，铸锭结束后降温至420℃，保温处理8h，制得初品铝合金；

e、挤压成型：将上述初品铝合金送入挤压机中，挤压成长方体型铝棒；制得初品铝棒后进行机械喷砂和机械抛光，使得初品铝棒表层光滑铮亮；

f、接入阳极：待上述初品铝棒完全硬化后，送进挤压机中，再铝棒两头挤压涂抹长度为0.5cm的熔融钙镁合金，控制挤压后铝棒直径大小不发生变化，及使得接入钙镁合金后，铝棒还是原本的圆柱形、长方体型、或三角形，且控制铝棒的直径或边长不发生变化；

并在初品铝棒和钙镁合金接口处横切一圈深2mm的切口，切口表面还需涂抹一层油漆，即防止切口表面发生化学腐蚀，且控制初品铝棒与钙镁合金间固定连接、不脱落，即缩小两头接入的钙镁合金与初品铝棒间的接触面积，让钙镁合金仅与初品铝棒中间固定接触，方便后期使用铝棒时将铝棒与钙镁合金切割分离，同时也增大作为阳极的钙镁合金对作为阴极的铝棒的保护作用

熔融钙镁合金接入后，冷风吹拂至两头钙镁合金完全冷却硬化，再次对铝棒两头进行进行机械喷砂和机械抛光，制得半成品铝棒；

g、氧化：将上述半成品铝棒掉空在干燥封闭室中，选用加气机将氧化氢气体泵入封闭室中，直至封闭室中氧化氢体积分数为42％，升温至350℃，恒温静置12h；

h、风干：将上述氧化结束的铝棒送进温度32℃、浓度8％的食盐水中浸泡5min，起到洗涤作用，同时也在铝棒表层残留部分化学性质更活波的钠元素，钠金属作为阳极，对铝棒本身也起到不错的化学防护作用；将浸泡后的铝棒捞出送进氮气槽中风干，氮气温度为12℃，湿度为16％，即得成品防腐蚀型铝棒。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种防腐蚀型铝棒，其特征在于，包括以下重量份原料：

镁1.5～3.3％、硅1.2～1.5％、铜1.0～1.7％、铁0.04～0.08％、锌0.07～0.14％、锰0.4～0.8％、镍0.4～0.8％、钛0.03～0.06％、铬0.05～0.09％、钼0.02～0.04％、钡0.01～0.03％、余量为铝。

2.根据权利要求1所述的一种防腐蚀型铝棒，其特征在于，包括以下重量份原料：

镁3.3％、硅1.2％、铜1.7％、铁0.04％、锌0.14％、锰0.4％、镍0.8％、钛0.03％、铬0.09％、钼0.02％、钡0.03％、余量为铝。

3.一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、准备原料：按照铝棒的成分要求，称取所需质量的金属镁、金属硅、金属铜、金属铁、金属锌、金属锰、金属镍、金属钛、金属铬、金属钼、金属钡、和金属铝；

b、初步熔炼：取所需质量的金属硅和金属镍，混拌均匀后平铺在熔炼炉中，升温至650～690℃，恒温25～30min，直至金属硅和金属镍开始凝结在一起，再升温至980～1050℃，直至金属硅和金属镍完全融化后，缓慢降温至750～900℃，加入所需质量的金属铝，恒温煅烧至金属铝完全融化；恒温20～25min，同时持续搅拌震荡金属熔融物，扒除金属熔融物表层铝渣；

c、精炼：缓慢降低上述金属熔融物温度为670～720℃，按质量比加入剩余原料，利用精炼机将精炼剂、除渣剂随惰性气体充入金属熔融物液中，恒温进行炉内精炼70～75min，精炼气压控制在0.8～1.2Mpa，精炼过程中随时扒除金属熔融物表层灰渣；

d、研磨熔铸：将上述精炼结束的金属熔融物送进相同温度下的研磨设备中恒温研磨15～20min，再进行陶瓷片过滤，制得熔融铝合金，于680～700℃的温度下恒温铸锭，铸锭结束后降温至420～450℃，保温处理5～8h，制得初品铝合金；

e、挤压成型：将上述初品铝合金送入挤压机中，挤压成型；制得初品铝棒后进行机械喷砂和机械抛光；

f、接入阳极：待上述初品铝棒完全硬化后，送进挤压机中，再铝棒两头挤压涂抹熔融钙镁合金，控制挤压后铝棒直径大小不发生变化，冷风吹拂至两头钙镁合金完全冷却硬化，再次对铝棒两头进行进行机械喷砂和机械抛光，制得半成品铝棒；

g、氧化：将上述半成品铝棒掉空在干燥封闭室中，泵入氧化气体，升温至350～400℃，恒温静置8～12h；

h、风干：将上述氧化结束的铝棒送进30～32℃的食盐水中浸泡3～5min，捞出送进氮气槽中风干，即得成品防腐蚀型铝棒。

4.根据权利要求3所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，所述接入阳极过程中，控制初品铝棒两头添加的钙镁合金长度为0.5～1cm，且所述钙镁合金添加后，控制铝棒形状不发生变化。

5.根据权利要求4所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，在初品铝棒两头添加的钙镁合金后，还可在初品铝棒和钙镁合金接口处横切一圈深2～5mm的切口，且控制初品铝棒与钙镁合金间固定连接、不脱落。

6.根据权利要求5所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，所述切口表面还需涂抹一层油漆。

7.根据权利要求3所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，所述氧化气体为氧气、氧化氢气体、二氧化硫中任意一种或一种以上。

8.根据权利要求3所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，所述氧化气体泵入方法如下：

选用加气机将氧化气体泵入封闭室中，直至封闭室中氧化气体体积分数为35～42％。

9.根据权利要求3所述的一种防腐蚀型铝棒的制备方法，其特征在于，所述食盐水浓度为8～12％。