[發明專利]一種7022鋁合金的制備工藝

無效

• 申請號: 201410475904.X
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105483402A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 韓朔
• 申請（專利權）人: 韓朔
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/10
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別是涉及一種7022鋁合金的制備工藝。

背景技術

鋁一銅一鎂系合金(ZXXX系)是較為成熟的可熱處理強化的高強鋁合金，盡管該系合金的強度低于鋁一鋅一鎂系合金(7XXX系)，但由于具有良好的熱穩定性、高損傷容限及高蠕變強度等，成為航空航天領域重要的結構材料。隨著航空航天技術的發展，目前鋁合金的性能已不能滿足使用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種7022鋁合金的制備工藝，以解決銅-鋁-鎂合金力學性能和共晶溫度差的現有技術問題。

本發明采用的技術方案是：一種7022鋁合金的制備工藝，包括以下步驟：

（1）合金的熔煉與鑄造

7022鋁合金按名義成分5.6%Zn、2.5%Mg、1.6%Cu、余量Al。7022鋁合金的熔煉溫度控制在700~740℃。精煉，靜置10~15min后澆入鐵模中。

（2）鑄錠的均勻化處理

在傳統的常規均勻化工藝基礎上，采用強化均勻化。對于7022鋁合金,先在462℃保溫24h，再以0.5℃/h的升溫速度升至470℃，然后空冷。

（3）熱擠壓

擠壓變形在500t壓機上進行，擠壓前鑄錠預熱溫度為400~430℃，擠壓模直徑為45mm，擠壓嘴直徑為15mm，變形系數為9，適當控制擠壓速度以保證變形組織的均勻性。

（4）擠壓變形組織的強化固溶及時效處理

分別采用常規固溶和強化固溶兩種處理制度。對于7022合金，常規固溶：466℃保溫2h；強化固溶：466℃保溫2h后，再以4℃/h的升溫速度至476℃，室溫水淬。淬火后立即進行T6人工時效，即120℃保溫24h。

所述步驟（1）中合金元素Zn，Mn，Cu，Mg，Al以中間合金形式加入。

所述中間合金制備采用原料為純度99.99%以上的優質電解銅板、純度99.9%以上的工業純鋁和工業純鎂。將原料切割、粉碎、清潔處理后，按一定銅-10%鋁和銅-40%鎂成分配比后，進行中間合金的熔煉。

所述中間合金制備Cu-Al中間合金的熔煉：首先在鱗片石墨覆蓋下，在中頻感應爐中先將銅熔化；然后當銅液溫度達到1400℃左右時，把鋁加入，并使其迅速熔化；最后攪拌熔體，成分均勻后即澆入模型中。

所述中間合金制備Cu-Al中間合金的熔煉：必須使用真空熔煉爐熔煉，銅和鎂同時加入真空中頻感應熔煉爐的坩堝中進行熔化，兩種金屬熔化完畢，攪拌均勻后，澆入模型中，或使用真空熔煉爐，不加鱗片石墨覆蓋。

所述步驟（1）精煉采用0.2%~0.4%六氯乙烷(C₂Cl₆)。

所述步驟（1）熔煉過程通入氬氣以增加爐內氣壓。

本發明有益效果：與現有技術相比，有益效果如下：

（1）將7022合金固溶組織與力學性能相對照可見該合金的力學性能與固溶程度密切相關。粗大的第二相顆粒完全溶入基體中既消除了大尺度的斷裂源，同時也增加了析出強化相的數量，這必然導致合金力學性能的顯著提高，通過強化均勻化和強化固溶處理后，抗拉強度達到669MPa，屈服強度達到606MPa。

（2）7022合金在共晶溫度時處于單相固溶區內，其成分遠離極限溶解度曲面，因此非平衡凝固過程形成的共晶數量較少。

附圖說明

圖1為本發明的鑄鈦金相組織圖；

圖2為本發明的強化均勻化處理金相組織圖；

圖3為本發明的常規的固溶條件處理金相組織圖；

圖4為本發明的升溫固溶金相組織圖。

具體實施方式

實施例：一種7022鋁合金的制備工藝，包括以下步驟：

（1）合金的熔煉與鑄造

7022鋁合金按名義成分5.6%Zn、2.5%Mg、1.6%Cu、余量Al。7022鋁合金的熔煉溫度控制在700~740℃。精煉，靜置10~15min后澆入鐵模中。

（2）鑄錠的均勻化處理

在傳統的常規均勻化工藝基礎上，采用強化均勻化。對于7022鋁合金,先在462℃保溫24h，再以0.5℃/h的升溫速度升至470℃，然后空冷。

（3）熱擠壓

擠壓變形在500t壓機上進行，擠壓前鑄錠預熱溫度為400~430℃，擠壓模直徑為45mm，擠壓嘴直徑為15mm，變形系數為9，適當控制擠壓速度以保證變形組織的均勻性。