[發明專利]一種基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板的制備方法

在審

• 申請號: 201710173188.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107088657A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 郭和謙
• 申請（專利權）人: 郭和謙
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術領域

本發明屬于鋁合金材料技術領域，具體涉及一種基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板的制備方法。

背景技術

鋁合金的密度低、比強度高，耐腐蝕性能好，加工成形性能好，焊接性能好，彈性模量小，易回收，無低溫脆性，非磁性，因此在汽車、船舶、航空航天、核能、石油化工等領域有較為廣泛的應用。鋁合金大型曲面構件的制造往往是制造業中的一個難題，但是鋁合金大型曲面構件是高性能裝備輕量化發展不可或缺的基礎零件。

目前，鋁合金大型曲面構件多是采用拼焊接的方法制造或者通過拼焊板材，利用塑性加工的旋壓或者拉伸等成型工藝制造。焊接和焊縫制備的鋁合金大型曲面構件中存在著殘余應力，會顯著降低產品的一致性和可靠性，縮短產品的服役壽命，進而影響鋁合金大型曲面構件甚至裝備的質量，尤其是生產3米以上的寬幅鋁合金薄板的制備方法更有難度。

中國專利CN 104289518A公開的一種好寬幅的鋁及鋁合金中厚板軋制方法，將寬幅小于成品的原始鑄錠或者板坯，通過鑄錠轉向裝置使原始鑄錠或者板坯沿著自身軸線轉動0-90°，經軋輥斜軋或者橫軋得到寬度大于原始鑄錠或者板坯的成品中厚板，該制備方法需要大型軋制設備，投資巨大。

高硅鋁合金的比重小，重量輕，導熱性好，熱碰撞系數低，體積穩定性好，耐磨、耐腐蝕性好，具有一定高溫強度等優點，目前制備的高硅鋁合金中由于鋁的活性很高，在快速凝固制粉時表面會形成一層氧化膜，導致致密化過程中合金元素的相互擴散受到阻礙，難以形成冶金粘結，而且目前基于高致密度的高硅鋁合金的超寬幅薄板方面的研究并不多見。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板的制備方法，將高硅鋁合金快速凝固脫皮熱擠壓得到高硅鋁合金，再經沖孔、擴孔、拔長、環軋、多道次溫強力變薄旋壓成形，多道次冷強力變薄旋壓成形，拋光、固溶處理和時效處理，剖開展平成基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板。本發明制備的高硅鋁合金材料組織細小、均勻，而且超寬幅，制備方法簡單，成本低。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板的制備方法，包括以下步驟：

(1)將高硅鋁合金粉末裝入包套，進行真空除氣，加熱到300-350℃并保溫120min以上，使其真空度達8×10^-2Pa以下，然后繼續加熱到400-450℃并保溫120min以上，使其真空度達1×10^-2Pa以下，再加熱到500-510℃并保溫60min以上，使其真空度達8×10^-3Pa以下，然后將包套封口；

(2)將步驟(1)密封好的包套在350-500℃保溫120-360min，待完全加熱均勻后，進行脫皮熱擠壓：模具預熱溫度300-480℃，擠壓筒預熱溫度350-430℃，擠壓比為20-40，擠壓速度為0.5-3mm/s，獲得高硅鋁合金棒材；

(3)將步驟(2)制備的高硅鋁合金棒材經機加工除去外圍的鋁包套，然后在400-500℃下進行固溶處理1.5-4.5h，150-300℃下進行時效處理2-6h，得到高硅鋁合金；

(4)將步驟(3)制備的高硅鋁合金加熱后，在鍛造機上沖孔、擴孔和拔長，得到大面積環軋筒坯，然后在環軋機上環軋成大直徑旋壓筒坯，再在大型強力數控旋壓機上進行多道次溫強力變薄旋壓成形，并進行中間退火處理，多道次冷強力變薄旋壓成形，得到筒坯；

(5)將步驟(4)制備的筒坯進行拋光、固溶處理和時效處理，得到超大直徑薄壁筒體，剖開展平成基于快速凝固粉末冶金高硅鋁合金的超寬幅鋁合金薄板。

作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，封口時，包套內各處的溫度均在490-510℃。