[發明專利]一種700MPa級鋁合金擠壓型材

在審

• 申請號: 201510716530.0
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105401021A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 陳高紅;陳軍洲;汝繼剛;臧金鑫;郝敏
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種鋁合金擠壓型材，具體涉及一種700MPa級鋁合金擠壓型材。

背景技術

近年來，隨著鋁冶金裝備技術和冶金學基礎技術水平的提高，高純化及高合金化使得通過傳統熔鑄技術即可制造600MPa級鋁合金，并已經工業化應用，目前達到工業化應用水平的超高強鋁合金有7150鋁合金(Al-7.6％Zn-1.8％Mg-2.0％Cu-0.10％Zr)、7055鋁合金(Al-8％Zn-2.0％Mg-2.2％Cu-0.10％Zr)等。

目前通過粉末冶金的方法也能制造達到700MPa級以上鋁合金，甚至800MPa，但由于各方條件限制難于工業化應用。國內目前某些專利文獻通過添加高含量的Zn元素和T77三級時效工藝等也能制造達到700MPa級以上鋁合金，添加Zn含量超過10％以上，鑄錠的成形存在容易裂的問題，也難于實現工業化應用。高合金化除了鑄錠成形困難外，在晶內及晶界會形成非常多粗大的非平衡共晶相，采用傳統的均勻化及固溶工藝很難將及徹底消除，合金性能也很難得到大的提高。

結合飛機設計的減重需求，替代傳統鋁合金，采用傳統熔鑄工藝配合本發明的三級均勻化、擠壓成型和三級固溶淬火工藝生產的700MPa級低成本鋁合金在航空航天、核工業、交通運輸、兵器等領域具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明正是針對現有航空減重需求的應用實際而設計提供了一種700MPa級鋁合金型材，其目的是使該種材料的極限抗拉強度可達700MPa以上，同時延伸率高于8％，斷裂韌度達到26MPa.m^1/2以上。該型材替代傳統500MPa級7075、7B04等鋁合金減重效率達到20％以上，替代600MPa級7150、7055鋁合金減重效率達到10％以上，具有廣闊的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種700MPa級鋁合金擠壓型材，該合金含重量百分比計的下述化學組分：Zn7.8～10.3％，Mg1.3～2.0％，Cu1.3～2.0％，Si≤0.15％，Fe≤0.15％，其它雜質單個≤0.15％，總量≤0.15％，余量為Al。

所述的700MPa級鋁合金擠壓型材的第一優選方案，該合金包括的化學成分及重量百分比還含有：Zr0.08～0.15％。

一種所述的700MPa級鋁合金擠壓型材的制備方法，該方法的步驟為：

(1)按合金的化學成分及質量百分比要求配料；

(2)按7000系合金常規工藝對合金進行熔鑄；

(3)在加熱爐內對合金鑄錠進行三級均勻化處理，第一級均勻化溫度為390～410℃，保溫時間為20～24h，第二級均勻化溫度為460～470℃，保溫時間為2～10h，第三級均勻化溫度為470～480℃，保溫時間為20～24h，總保溫時間40h以上；

(4)將均勻化后的鑄錠按擠壓設備尺寸進行扒皮后，進行熱擠壓加工成形，擠壓過程中坯料應保持在350～440℃，擠壓比應控制在10以上，擠壓速度為0.5～2m/min；

(5)擠壓成形的型材需經三級固溶淬火處理，固溶處理分三步進行，第一級固溶溫度為400～420℃，保溫時間為30～60min，第二級固溶溫度為460～465℃，保溫時間為10～30min，第三級固溶溫度為468～485℃，保溫時間為50～100min；

(6)固溶淬火處理后的型材經過過時效處理，隨后可加工成所需零部件，過時效處理分級進行，第一級時效溫度為115～125℃，保溫時間為4～8h，第二級時效溫度為150～160℃，保溫時間為4～8h。

與最接近的現有技術相比，本發明提供的新型型材顯微組織均勻、性能穩定，縱向極限抗拉強度在700MPa以上，延伸率高于8％，斷裂韌度達到26MPa.m^1/2以上。本發明工藝操作易實施，且合金性能穩定，在航空航天、核工業、交通運輸、兵器等領域具有廣闊的應用前景。。

具體實施方式

下面將結合實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

表1給出了本發明所提出的700MPa級鋁合金型材化學成分及重量百分比實施例以及超出成分范圍的實施反例，并以鑄錠成形合格率進行評判。