本發(fā)明涉及可降解鋁合金的制備方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用粉末冶金法制備高強可降解鋁合金的方法。

背景技術(shù)：

可降解材料是指在材料中加入一些促進其降解的助劑，或合成本身具有降解功能的材料，在使用和保存期內(nèi)能滿足原來應(yīng)用性能要求，在復(fù)雜外界條件下，可以在一定時間內(nèi)承受高溫高壓環(huán)境，又可以在其完成任務(wù)后就地降解。這類材料同時節(jié)省了人力和財力，提高了工作效率。

最常用的可降解材料有無機材料、有機材料及金屬可降解材料。而有機材料存在脆性高、耐高溫性能差、抗沖擊性能差、強度低等缺點；無機材料有硬度高、難以加工、難以在水中溶解等缺點。目前，可降解有機材料和可降解無機材料在上述領(lǐng)域的開發(fā)和使用受到了嚴(yán)重的阻礙。目前，金屬可降解材料的使用有望改善上述現(xiàn)狀，成為較理想的選擇。

最近10年間可降解材料在汽車零部件、油氣開發(fā)用密封球等對抗沖性要求較高的領(lǐng)域廣泛使用。對于該領(lǐng)域中高溫高壓等極端環(huán)境來說，可降解材料除了具備良好的溶解性能外，還兼?zhèn)渥銐蚋叩臋C械強度和一定的塑性。金屬材料(如鋁合金)具有高的機械強度，因此可溶解金屬材料最有望成為該領(lǐng)域的首選材料。目前國內(nèi)外研究者多用熔融鑄造法生產(chǎn)可降解金屬鋁合金，專利201410819770.9提出了一種高強可溶解鋁合金材料的制備方法，該專利中鋁合金的制備采用熔融鑄造方法。值得注意的是鑄造鋁合金存在晶粒粗大及物相偏析嚴(yán)重等缺點，導(dǎo)致其溶解過程不均勻，同時力學(xué)性能也難以提高。201410166267.8提出了一種可溶性鎂基材料的制備與應(yīng)用，該專利中使用的是金屬的純粉末進行混合冷壓以及真空燒結(jié)，容易出現(xiàn)金屬合金化困難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用粉末冶金法制備高強可降解鋁合金的方法，在純鋁中通過預(yù)合成技術(shù)分別引入多元低熔點合金ga、in、sn、mg、zn并協(xié)調(diào)各成分之間的作用，保證并提高了合金材料的組織及溶解均勻性。粉末冶金法，成功實現(xiàn)了對產(chǎn)品力學(xué)性能以及溶解均勻性的控制，制備出了具有較高力學(xué)性能，又具有良好溶解性能的鋁基可降解合金材料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種利用粉末冶金法制備高強可降解鋁合金的方法，包括以下步驟：

步驟一；利用預(yù)合成方法合成al-5％ga、al-10％in、al-10％mg、al-5％sn、al-10％zn等合金粉體；

步驟二；將步驟一中的所合成的合金粉體al-5％ga、al-10％in、al-10％mg、al-5％sn、al-10％zn按質(zhì)量比(15％-20％):(25％-35％):(5％-10％):(20％-40％):(5％-25％)均勻混合，得到混合料并裝罐待用；

步驟三；將步驟二中所混合得到的混合料送入壓機預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具中，將混合料壓制為毛坯件，壓制成型后將毛坯件脫模；

步驟四；將步驟三中的脫模后的毛坯件放入氬氣保護氣氛燒結(jié)爐中，先通半小時氬氣以排除爐腔內(nèi)的氧化性氣氛，于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)；升溫速率控制在10-15℃/min，燒結(jié)溫度控制在750-850℃范圍內(nèi)，燒結(jié)保溫1-3小時；燒結(jié)完畢后取出成品；

步驟五；將步驟四中燒結(jié)完成的成品放入整形模中進行整形處理，然后機械加工為d＝50mm的規(guī)整樣品。

所述的步驟三中的壓機壓制壓力為300-500mpa。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明利用預(yù)合成法首先合成了al-5ga、al-10in、al-10mg、al-5sn、al-10zn等中間合金粉體，然后按一定質(zhì)量比冷壓成型后用粉末冶金工藝制成了一種能持續(xù)與水進行反應(yīng)的可降解鋁合金，由于該材料成分可調(diào)性大，合成工藝簡單、合成過程易于控制、抗壓強度可達60mpa以上、結(jié)構(gòu)均勻致密，成本較低，拓寬了該可降解鋁基復(fù)合材料在工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明合金粉體制成試樣的形貌圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進一步詳細(xì)說明。

實施例1；

步驟一；利用預(yù)合成方法合成al-5％ga、al-10％in、al-10％mg、al-5％sn、al-10％zn等合金粉體；

步驟二；將步驟一中的所合成的合金粉體按質(zhì)量比15％(al-5％ga)、35％(al-10％in)、5％(al-10％mg)、20％(al-5％sn)、25％(al-10％zn)均勻混合，得到混合料并裝罐待用；

步驟三；將步驟二中所混合得到的混合料送入壓機預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具中，將混合料壓制為毛坯件，在壓制壓力為300mpa，保壓1小時，壓制成型后將毛坯件脫模；

步驟四；將步驟三中的脫模后的毛坯件放入氬氣保護氣氛燒結(jié)爐中，先通半小時氬氣以排除爐腔內(nèi)的氧化性氣氛，于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)；升溫速率控制在10-15℃/min，燒結(jié)溫度控制在750℃，燒結(jié)保溫1小時；燒結(jié)完畢后取出成品；

步驟五；將步驟四中燒結(jié)完成的成品放入整形模中進行整形處理，然后機械加工為d＝50mm的規(guī)整樣品。

實施例2；

步驟一；利用預(yù)合成方法合成al-5％ga、al-10％in、al-10％mg、al-5％sn、al-10％zn等合金粉體；

步驟二；將步驟一中的所合成的合金粉體按質(zhì)量比20％(al-5％ga)、30％(al-10％in)、10％(al-10％mg)、20％(al-5％sn)、20％(al-10％zn)均勻混合，得到混合料并裝罐待用；

步驟三；將步驟二中所混合得到的混合料送入壓機預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具中，將混合料壓制為毛坯件，在壓制壓力為400mpa，保壓1小時，壓制成型后將毛坯件脫模；

步驟四；將步驟三中的脫模后的毛坯件放入氬氣保護氣氛燒結(jié)爐中，先通半小時氬氣以排除爐腔內(nèi)的氧化性氣氛，于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)；升溫速率控制在10-15℃/min，燒結(jié)溫度控制在750℃，燒結(jié)保溫1小時；燒結(jié)完畢后取出成品；

步驟五；將步驟四中燒結(jié)完成的成品放入整形模中進行整形處理，然后機械加工為d＝50mm的規(guī)整樣品。

實施例3；

步驟一；利用預(yù)合成方法合成al-5％ga、al-10％in、al-10％mg、al-5％sn、al-10％zn等合金粉體；

步驟二；將步驟一中的所合成的合金粉體按質(zhì)量比20％(al-5％ga)、25％(al-10％in)、10％(al-10％mg)、40％(al-5％sn)、5％(al-10％zn)均勻混合，得到混合料并裝罐待用；

步驟三；將步驟二中所混合得到的混合料送入壓機預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具中，將混合料壓制為毛坯件，在壓制壓力為500mpa，保壓1小時，壓制成型后將毛坯件脫模；

步驟四；將步驟三中的脫模后的毛坯件放入氬氣保護氣氛燒結(jié)爐中，先通半小時氬氣以排除爐腔內(nèi)的氧化性氣氛，于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)；升溫速率控制在10-15℃/min，燒結(jié)溫度控制在750℃，燒結(jié)保溫1小時；燒結(jié)完畢后取出成品；

步驟五；將步驟四中燒結(jié)完成的成品放入整形模中進行整形處理，然后機械加工為d＝50mm的規(guī)整樣品。

如圖1所示：合金粉體按20％(al-5％ga)、30％(al-10％in)、10％(al-10％mg)、20％(al-5％sn)、20％(al-10％zn)的質(zhì)量比制成試樣的形貌圖，由圖可以看出，合金相均勻分布于鋁基體中。