[發明專利]一種改善Al-Mg-Li系合金板材性能的方法

在審

• 申請號: 201711285682.5
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108570632A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 羅智輝;鐘定清;孫泉
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 安曼;馮子玲

本發明公開了一種改善Al?Mg?Li系合金板材性能的方法，一定厚度的1420鋁鋰合金板坯為原料，經若干道次軋制，道次壓下量為15～25％，軋制過程中包括一次轉向軋制及一次中間退火處理，總的板坯形變量為65～90％。通常情況下至少需要五道次至六道次的軋制，前期軋制時可以選擇較大的壓下量，后期軋制則需要根據板坯料的情況進行壓下量的調整及處理工藝的調整，中間退火步驟及轉向軋制步驟一般均設置在后半段的軋制過程中，中間退火后由溫軋改為冷軋。采用本發明中的方法制得的合金板材，經實驗證明可以軋制厚度為1.0～2.5mm，板材的尺寸(長×寬)可以達到1000mm×500mm，遠超過了現有技術中采用熱處理方法可以得到的板材尺寸，具有良好的使用價值。

技術領域

本發明涉及一種改善Al-Mg-Li系合金板材性能的方法，屬于化學合金領域。

背景技術

Al-Mg-Li鋁鋰合金是一種高強、可焊、低溫力學性能良好的鋁合金，據現有研究報道，經過最優強化處理的Al-Mg-Li合金強度可以達到700MPa以上，是優良的航空航天材料之選。現代航空航天工業對零部件提出輕小化，低成本、大批量的要求，并且要求飛行器部件整體成型，采用超塑性成形不僅可以使復雜形狀零部件達到整體成型構件的目的，而且可以進一步減輕重量。

Al-Mg-Li系合金板材具有廣泛的應用前景，但是受制于其性能的影響，在對于Al-Mg-Li鋁鋰合金板材進行機械熱處理過程中，易發生軋制開裂的問題。如圖1所示的原始厚度為8.5mm的1420鋁鋰合金板坯，過固溶過時效工藝處理后，經過多道次的不轉向軋制，變形量超過70％，開裂十分明顯。因此，急需改良現有的制備方法，以改善Al-Mg-Li系合金板材的性能，使其制備后不開裂，達到使用要求。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是以現有的熱處理方法為基礎，獲得一種改善Al-Mg-Li系合金板材性能的方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的改善Al-Mg-Li系合金板材性能的方法的技術方案如下：

本發明采用具有一定厚度的1420鋁鋰合金板坯為原料，經若干道次軋制，道次壓下量為15～25％，軋制過程中包括一次轉向軋制及一次中間退火處理，總的板坯形變量為65～90％。通常情況下至少需要五道次至六道次的軋制，前期軋制時可以選擇較大的壓下量，后期軋制則需要根據板坯料的情況進行壓下量的調整及處理工藝的調整，中間退火步驟及轉向軋制步驟一般均設置在后半段的軋制過程中，中間退火后由溫軋改為冷軋。在留有20％～30％的變形量時由傳統的溫軋改為冷軋工藝，不僅提高了合金的變形儲能，還解決了板材超塑性伸長率偏低的問題。

優選地，本發明中的改善方法包括至少六次軋制過程，其中第四道次至第六道次之間進行轉向軋制，第三道次至第四道次之間進行退火處理。

優選地，所述1420合金板為進過固溶過時效處理的熱軋板坯。通過固溶過時效處理后的熱軋板的材料強度降低，塑韌性有所提高，便于進行軋制工藝，傳統軋制軋制時也會采用熱處理方式，但溫度不夠，板坯易開裂。

更優選地，固溶過時效處理具體為：在470～520℃的條件下至少固溶0.5～4h，室溫水淬冷卻，400℃保溫8～48h，進行過時效處理。進行過過時效處理的熱軋板坯即可進行多道次的軋制工藝。

改變軋制方向是本發明中的一個重要改進點，有效地改善了板坯在軋制過程中開裂的問題，軋制中一般僅進行一次轉向軋制。但本發明中的改善方法并不局限于一次轉向軋制，在板坯允許或對材料工藝有要求時，可以進行多次改變軋制方向的轉向軋制。

本發明現有優選地軋制為平輥軋制，兩輥直徑相同，轉動方向相反，這種軋制方式承包最低，軋制效果好，易于板坯成型。采用平輥軋制時轉向軋制優選為旋轉90°后進行，但在不局限于現有設備和制備效率的前提下，轉向軋制可以旋轉任意角度后進行軋制，本發明中的旋轉90°軋制僅為本發明的一種優選方案，不應作為對本發明的限制。