[發明專利]一種航空用鋁合金材料的制造方法

有效

• 申請號: 201710550118.5
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107326204B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 翟因輝;熊牡;解協威;蘭繼潘;李華
• 申請（專利權）人: 江西金利城市礦產股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22C21/10;C22F1/053;B22D11/00
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 史煒煒

本發明公開了一種航空用鋁合金材料的制造方法，該鋁合金材料由以下質量百分比的元素組成：0<Si<0.1％，Fe0.15?0.2％，Cu4.6?5.5％，Mn0.3?0.5％，Mg1.1?2.2％，0<Cr<0.04％，Zn7.4?8.4％，Zr0.15?0.2％，0<Ti<0.1％，Cd0.1?0.2％，B0.01?0.2％，Sc0.1?0.2％，Ce0.15?0.3％，V0.05?0.1％，Re0.05?0.2％，余量為Al和雜質。本發明鋁合金材料性能突出，制造成本低，同時具有優異的強度、韌性和耐熱性。

技術領域

本發明屬于鋁合金材料領域，尤其涉及一種航空用Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的制造方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金屬于7系超高強度鋁合金，該系列合金屈強比和比強度很高，具有很高的室溫強度、好的耐腐蝕性能和高的韌性，被廣泛應用于航空和航天領域。目前，國內外已開發出了7050、7055、7068、7150等一系列超高強度鋁合金，然而，隨著航空航天技術的快速發展，目前對于Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金在強度、韌性、耐熱性以及制造成本方面提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有高強度、高韌性、高耐熱性且制造方法操作簡單、成本較低的Al-Zn-Mg-Cu系超高強度鋁合金及其制備工藝。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種超高強度航空用鋁合金材料的制造方法，其特征在于包括以下步驟：(1)配料：所述鋁合金材料各元素的質量百分比為：0&lt;Si&lt;0.1％，Fe0.15-0.2％，Cu4.6-5.5％，Mn0.3-0.5％，Mg1.1-2.2％，0&lt;Cr&lt;0.04％，Zn7.4-8.4％，Zr0.15-0.2％，0&lt;Ti&lt;0.1％，Cd0.1-0.2％，B0.01-0.2％，Sc0.1-0.2％，Ce0.15-0.3％，V0.05-0.1％，Re0.05-0.2％，余量為Al和雜質，其中8&lt;Zn/Mg+Cu&lt;12.4，9&lt;Zn+Mg+Zr&lt;11.6，按照上述質量百分比配料，Al、Mg、Zn和Cu以純鋁錠、純鎂錠、純鋅錠、陰極銅的形式準備原料，Si、Fe、Mn、Cr、Zr、Ti、Cd、B、Sc、Ce、V、Re以中間合金的形式準備原料；

(2)熔煉：將純鋁錠、純鎂錠、純鋅錠、陰極銅投入熔煉爐進行熔煉，熔煉溫度725-765℃，熔煉過程中采用電磁攪拌器進行充分攪拌，隨后投入Si、Fe、Mn、Cr、Zr、Ti、Cd、B、Sc、Ce、V、Re的各中間合金原料，調整溫度為745-770℃，待完全熔化后取樣分析化學成分，看是否滿足成分控制要求，如有必要進行成分控制調整得到鋁合金熔體；

(3)精煉：加入精煉劑對熔體進行精煉，以消除熔體內氣體、氧化膜及夾雜物；

(4)扒渣和攪拌：扒渣后對鋁合金熔體進行攪拌，并隨后靜置25-45分鐘，等待鑄造；

(5)鑄造：采用半連續鑄造法進行鑄造，半連續鑄造溫度為730℃～750℃，鑄造速度為40mm/min～60mm/min，冷卻水強度為0.06MPa～0.12MPa，并且結晶器內布置電磁感應線圈，磁場的頻率為1000～3000Hz，結晶器中心位置的磁場強度為15～25mT。