[發明專利]改進7xxx系鋁合金厚板組織與性能的強變形軋制方法

有效

• 申請號: 201611244142.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108246810B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 李錫武;熊柏青;張永安;李志輝;劉紅偉;黃樹暉;閆宏偉;閆麗珍
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B37/74;B21B37/56;B21B1/38
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

本發明公開了一種改進7xxx系鋁合金厚板組織與性能的強變形軋制方法，包含以下步驟：(1)錠坯加熱：將7xxx系鋁合金錠坯放入熱處理加熱裝置中，進行保溫處理；(2)階段I軋制：將加熱好的錠坯快速轉移至軋機進行軋制熱變形，共1～3道次，單道次壓下率控制在3～8％，軋制速度控制在0.5～3.5m/s；(3)階段II軋制：單道次壓下率控制在10～40％，共3～10道次，軋制速度控制在0.5～3.0m/s；(4)階段III軋制：單道次壓下率控制在6～15％，共1～3道次，軋制速度控制在0.5～2.5m/s；(5)完成步驟(4)，將坯料冷卻至室溫。本發明可以顯著改進合金厚板的微觀組織及其綜合性能。

技術領域

本發明涉及鋁合金變形加工技術領域，特別是7xxx系(Al-Zn-Mg-Cu)鋁合金的軋制變形方法；更具體地，本發明涉及一種改進7xxx系鋁合金厚板組織與性能的強變形軋制方法。

背景技術

鋁合金具有比重輕、易加工、制造成本低、綜合性能良好、原材料資源豐富、可依托的基礎工業實力強等特點，長期以來在航空航天、交通運輸、武器裝備等工業領域有著廣泛的應用，是各種先進裝備發展中不可缺少的重要支柱材料之一。在所有商用鋁合金中，7xxx系(Al-Zn-Mg-Cu系)鋁合金屬強度最高的一個系列，具有比強度高、綜合性能優良、加工性能良好等突出特點；其主要產品形式包括板材、鍛件、型材、絲材等，其中，板材產品特別是預拉伸厚板(厚度規格6mm以上)的占比最大、應用最為廣泛。特別是，近年來伴隨著飛機結構件大型化和整體化的發展趨勢，7xxx系鋁合金厚板被進一步用于取代成本高、綜合性能一致性控制困難的鍛件，大量應用于當代飛機的機身承力框和艙壁板、機翼翼梁和翼肋、翼身對接接頭等制造，是世界各國航空航天工業中不可缺少的重要材料。

在7xxx系鋁合金的各種產品形式中，厚板屬于大規格產品范疇，通常需要采用大規格的方錠以及大功率的軋機、拉伸機等重大裝備，7xxx系鋁合金的軋制變形及其對晶粒組織均勻性控制難度很大，成為7xxx系鋁合金產品不斷向大規格化、高性能化方向發展所面臨的主要技術難題。在超高強7xxx系鋁合金厚板的傳統軋制生產過程中，為避免開裂、并保證板材芯部充分變形，單道次變形量一般不超過15％、而總變形量須達到80％以上。以此推算，軋制150～200mm厚度的7xxx系鋁合金厚板，所需鑄錠厚度至少要達到750mm以上，鑄錠制造難度極大。而且，對于超高強鋁合金大規格鑄錠的熱軋變形，往往存在著在軋制初始階段變形很難深入內部、厚度方向上組織性能嚴重不均勻等技術問題。因此，如何利用現已更新換代的先進裝備條件、對7xxx系鋁合金厚板軋制熱變形過程進行準確調控，實現對厚板晶粒組織均勻性控制，以提升7xxx系鋁合金厚板組織均勻性及其綜合性能顯得至關重要，已成為當前7xxx系鋁合金研究領域的技術難點之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改進7xxx系鋁合金厚板組織與性能的強變形軋制方法，可以實現對7xxx系鋁合金厚板軋制熱變形過程的準確調控，能顯著改進合金厚板組織的均勻性及其綜合性能。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種改進7xxx系鋁合金厚板組織與性能的強變形軋制方法，所述方法主要包含以下工藝步驟：(1)錠坯加熱(使鑄錠充分熱透，并回溶大部分鑄錠在均熱冷卻過程中的脫溶析出相)：將7xxx系鋁合金錠坯放入熱處理加熱裝置中，進行保溫處理，溫度控制在420～450℃，時間控制在4～24h；(2)階段I軋制(小壓下量控溫軋制，改善錠坯成形性)：將加熱好的錠坯快速轉移至軋機進行軋制熱變形，坯料表面溫度控制在395～420℃，共1～3道次，單道次壓下率控制在3～8％，軋制速度控制在0.5～3.5m/s；(3)階段II軋制(大壓下量控溫軋制，調控組織均勻性)：坯料表面溫度控制在380～410℃，單道次壓下率控制在10～40％，共3～10道次，軋制速度控制在0.5～3.0m/s；(4)階段III軋制(中壓下量控溫軋制，控制板型和尺寸精度)：坯料表面溫度控制在355～375℃，單道次壓下率控制在6～15％，共1～3道次，軋制速度控制在0.5～2.5m/s；(5)完成步驟(4)，將坯料冷卻至室溫。