[發(fā)明專利]一種鋁合金板材的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710518082.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107236883B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 李承波;何克準;張江斌;周文標;趙解揚
• 申請（專利權）人: 廣西南南鋁加工有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;汪治興

本發(fā)明涉及一種鋁合金板材的制備工藝，該制備工藝包括以下步驟：均勻化、機加工、預熱、熱軋、切邊切頭尾、拉伸、固溶淬火、拉伸、時效、固溶淬火、拉伸、時效。本發(fā)明一種鋁合金板材的制備工藝，通過除氣除渣工序及過濾工序去除鋁熔體中的有害雜質，改善鑄造出的鋁合金錠坯的質量；根據(jù)淬火冷卻規(guī)律對淬火的淬火壓力、冷卻速率、冷卻溫度進行分段精確控制從而進行三級淬火，提高鋁合金板材淬透性，同時將淬火殘余應力降至最低；工藝中步驟（5）、（7）、（10）的總拉伸率都不大于3%，且分步拉伸，拉伸得到的鋁合金板材強度高、韌耐好且耐腐蝕，同時減少淬火過程中鋁合金板材料產生的殘余應力。

技術領域

本發(fā)明涉及有色金屬材料處理技術領域，具體涉及一種鋁合金板材的制備工藝。

背景技術

高強高韌的鋁合金板材在航空工業(yè)、軍事工業(yè)、民用工業(yè)等領域的應用非常廣泛。特別是在航空工業(yè)中，航空整體結構件通常采用高強度鋁合金厚板直接銑削加工而成。為了獲得高性能的鋁合金板材，必須將錠坯經(jīng)過軋制、淬火、預拉伸等工序，在這一系列的工序中鋁合金板材都會存在相應的殘余應力，殘余應力引起的加工變形問題是航空自動化制造領域的瓶頸問題，嚴重制約著新型飛機的研制和生產。

隨著國家“大飛機項目的啟動，對大斷面、高質量的鋁合金寬厚板的需求變得日益迫切。高性能鋁合金寬厚板材在大型飛機的機身、機翼等結構件的制造中占有相當大的比重。為了降低鋁合金厚板殘余應力，就必須采用大型張力拉伸機對其進行拉伸處理，萬噸級大型張力拉伸機是生產高性能航空級鋁合金厚板產品的關鍵設備。這種級別的大型張力拉伸機不僅技術指標高、價格昂貴而且屬敏感產品，投資巨大且難以引進，我國目前的大型鋁合金加工廠只有極少數(shù)裝備用于生產高性能鋁合金厚板的萬噸級大型張力拉伸機。現(xiàn)有技術生產的鋁合金板材在鋁合金板材厚度為80~200mm時，淬火殘余應力消除效果不佳；當厚度超過200mm時鋁合金板材超厚板的拉伸機拉力不夠，不能有效減弱淬火殘余應力，因此現(xiàn)有技術生產的鋁合金超厚板淬火殘余應力大、機加工易變形。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種有效減少淬火殘余應力，后續(xù)機加工不易變形的一種鋁合金板材的制備工藝。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種鋁合金板材的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

（1）均勻化：將純鋁錠及中間金屬熔煉，進行除氣除渣工序降低鋁熔體中的氫渣濃度，再經(jīng)過過濾工序去除鋁熔體中的氧化物和非金屬夾雜物，鑄造出鋁合金錠坯并進行均勻化, 所述中間金屬包括鋅錠、鎂錠、電解銅、Al-Zr、Al-Ti，鑄造出的鋁合金錠坯各組分的質量百分比組成為：Zn 4.5%～9.5%，Mg 1.0%～2.8%，Cu 0～2.5%，Zr 0.05%～0.25%，余量為Al；

（2）機加工：將均勻化后的鋁合金錠坯切頭尾，鋸切成400～600mm厚，1500～2000mm寬的熱軋坯料；

（3）預熱：將步驟（2）的熱軋坯料在350～450℃下加熱4～20小時；

（4）熱軋：預熱完成后，將熱軋坯料軋制成厚度為80～300mm的板材；

（5）拉伸：將步驟（4）中的板材轉至拉伸機拉伸，拉伸量為0.5%～1.5%；

（6）固溶淬火：將步驟（5）中的板材投入輥底爐內，保溫溫度450～490℃，保溫時間500～900min，隨后進行三級淬火,第一級淬火:將固溶溫度從450℃-490℃冷卻至430℃-440℃，淬火水壓為1.2～2.4 bar，冷卻速率5～20℃/s；第二級淬火：將第一級淬火結束的鋁合金板材料冷卻至220℃-240℃，淬火水壓為3.0～5.0bar，冷卻速率30～50℃/s；第三級淬火：將第二級淬火結束的鋁合金板材料冷卻至35℃-45℃，淬火水壓0.5～2.0 bar，冷卻速率5～15℃/s；