[發明專利]一種用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法及鋁合金型材

有效

• 申請號: 201810975076.4
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109136506B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 姜海濤;高盼盼;張啟東;楊亞平;隋信增;史春麗
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業股份有限公司;航鑫材料科技有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C22C1/02;C22C21/14;C22C21/16;C22C21/18;C22F1/057;B21C23/00;B21C37/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李佳

一種用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法及鋁合金型材，涉及鋁合金加工領域。用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法是按照2024鋁合金的合金元素組成配制原料，并熔煉、鑄造成鑄棒；采用雙級均勻化制度將鑄棒進行第一次均勻化處理得到一次均質鑄棒；將一次均質鑄棒再進行第二次均勻化處理得到二次均質鑄棒；將二次均質鑄棒進行扒皮處理、擠壓處理，得到擠壓型材；將擠壓型材進行預拉伸、固溶熱處理、拉伸矯直、自然時效，得到2024鋁合金型材，該加工方法可有效抑制2024鋁合金擠壓型材粗晶環，最終制品的各項性能指標均高于標準要求。制得的鋁合金型材的強度、韌性大幅提高，滿足航空用鋁合金要求。

技術領域

本發明涉及鋁合金加工領域，且特別涉及一種用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法及鋁合金型材。

背景技術

2024鋁合金主要應用在飛機及航空件的機身、機翼、抗剪肋板和腹板以及對強度要求高的其他結構件上，2024鋁合金的性能會對飛機的結構和性能產生巨大影響。2024鋁合金的主要合金元素是Cu、Mg、Mn，主要的雜質元素為Fe、Si，常用的熱處理狀態為T351、T4、T81。2024鋁合金的抗拉強度為350-580MPa，塑性為12％-20％，具有較高的強度、塑性、斷裂韌性、疲勞壽命和抗疲勞裂紋擴展性能等，通過人工時效可以有效提高2024鋁合金的耐熱性、抗蝕性以及屈服強度，使其具有優良的綜合性能和高溫抗蠕變性能，從而可用于需承受100℃以上高溫的商用和軍用飛機的蒙皮和發動機艙結構件。

2024鋁合金在擠壓過程中容易在表面形成粗晶環，這主要是由于金屬在擠壓過程中發生了再結晶晶粒的異常長大。型材表面的粗晶環不但會降低擠壓制品淬火時效狀態，而且對合金的力學性能和疲勞性能也會產生不利的影響。目前，消除或減少粗晶環的措施主要通過優化合金成分、控制擠壓工藝及熱處理工藝來實現的，但現有的措施均未能有效降低粗晶環深度，且還帶來擠壓力學性能下降，型材表面質量惡化，并增加淬火敏感性等一系列問題，無法滿足航空用鋁合金的要求。

因此，急需尋找一種行之有效的方法抑制表面粗晶環的產生，提高2024鋁合金的強度及韌性，使其滿足航空需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法，該加工方法可有效抑制2024鋁合金擠壓型材粗晶環，最終制品的各項性能指標均高于標準要求。

本發明的另一目的在于提供一種鋁合金型材，強度、韌性大幅提高，滿足航空用鋁合金要求。

本發明的另一目的在于提供一種鋁合金型材的應用，

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提出一種用于抑制鋁合金型材粗晶環的加工方法，其包括以下步驟：

按照2024鋁合金的合金元素組成配制原料，并熔煉、鑄造成鑄棒；

采用雙級均勻化制度將鑄棒進行第一次均勻化處理得到一次均質鑄棒，第一級均勻化處理是在410-420℃的條件下保溫6-8h，第二級均勻化處理是在480-490℃的條件下保溫14-16h；

將一次均質鑄棒再進行第二次均勻化處理得到二次均質鑄棒，第二次均勻化處理是在493-498℃下保溫20-24h；

將二次均質鑄棒進行扒皮處理；

將扒皮后的鑄棒進行擠壓處理得到擠壓型材，鑄棒溫度為335-375℃，模具溫度為380-410℃，擠壓筒溫度為370-420℃；

將擠壓型材進行預拉伸；

將預拉伸后的擠壓型材進行固溶熱處理，固溶熱處理是在494±2.5℃的條件下保溫2.0-2.5h；

在固溶熱處理后的2小時內將擠壓型材進行拉伸矯直，得到制品；

將制品進行自然時效，得到2024鋁合金型材。