[發明專利]680MPa強度高抗剝落腐蝕性能7000系鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 201810982175.5
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108866406B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 許曉靜;毛強;賈偉杰;杜東輝;張潔;蔣澤;張天賜;朱宸煜;王浩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/053
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種680MPa強度高抗剝落腐蝕性能7000系鋁合金的制備方法，它主要由：中頻爐熔煉+金屬型鑄造，均質化退火(400℃×6h+420℃×6h+440℃×6h+460℃×6h)，大擠壓比擠壓，固溶處理(450℃×2h+460℃×2h+465℃×2h保溫后室溫水淬)，時效處理(121℃×5h+133℃×16h)組成。所測得鋁合金成分為：(質量分數)Al?10.7％Zn?2.8％Mg?1.2％Cu?0.2％Zr和Al?11.2％Zn?3.0％Mg?1.3％Cu?0.2％Zr。本發明合金晶粒細小，強度可達680MPa，抗剝落腐蝕等級為PB和PC+。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金材料，尤其是一種新型7000系鋁合金及其制備方法，具體地說是一種680MPa強度高抗剝落腐蝕性能7000系鋁合金的制備方法。

背景技術

7000系高強度鋁合金由于具有高強度低密度、優異的加工性能和焊接性能等特點，被廣泛地應用于航空及民用工業等領域，尤其在航空工業中占有十分重要的地位，是航空工業的主要結構材料之一。

鋁合金的強度性能和抗抗剝落腐蝕性能呈負相關。經T6（121℃×24 h）時效處理后的鋁合金強度較高，但是抗剝落腐蝕性能較差；經T76（121℃ ×5h+153℃×16 h）、T7X（121℃×5h+133℃×16h）時效處理后的鋁合金強度較低，但是抗剝落腐蝕性能較好。如何在提高7000系鋁合金的強度的同時保證其優異的抗剝落腐蝕性能這個問題備受鋁合金研究者的重視。

到目前為止，我國尚未擁有一種鋁合金兼具了680MPa的強度和P級抗剝落腐蝕性能。這在一定程度上制約了我國航空航天、武器裝備以及民用工業的發展。

發明內容：

本發明的目的是針對現有的7000系680MPa強度鋁合金存在的強度與高抗剝落腐蝕很難兼顧的問題，通過成分設計和制備技術設計，發明一種680MPa強度高抗剝落腐蝕鋁合金的制備方法。

本發明的技術方案是：

一種680MPa強度高抗剝落腐蝕性能7000系鋁合金的制備方法，其特征在于：（1）合金的成分為（質量分數）Al-10.7% Zn-2.8%Mg-1.2%Cu-0.2%Zr和Al-11.2%Zn-3.0%Mg-1.3%Cu-0.2%Zr；（2）制備方法：中頻爐熔煉+金屬型鑄造，均質化退火，大擠壓比擠壓，固溶時效處理。

所述的中頻爐熔煉+金屬型鑄造是指：首先將純Al熔化作為熔池，然后將爐溫升至850±10℃，再加入熔點較高的Al-Cu，Al-Zr中間合金，待熔化后降溫至800 ±10℃，攪拌并加入熔點較低的純Zn，待純Zn熔化后攪拌除氣后加入用鋁箔包裹的純Mg（減少燒損），待純Mg熔化后降溫至750±10℃并進行精煉，采用C₂Cl₆進行除氣去渣，靜置15min后進行澆鑄得到鑄錠，澆鑄前進行扒渣，并將澆鑄模具預熱。

所述的均質化退火是將鑄錠進行400±5℃×6h+420±5℃×6h+440±5℃× 6h+460±5℃× 6h退火處理。

所述的大擠壓比擠壓是將鑄錠放入電阻爐中升溫至420℃并保溫2小時，保溫完成后需要進行去皮，然后將鑄錠在擠壓機上進行擠壓比不小于15的大擠壓比的擠壓。

所述的固溶處理是對大擠壓比擠壓后的鑄錠進行450℃×2h+460℃×2h +470℃×2h保溫后室溫水淬。

所述的時效處理是對固溶處理后的鑄錠進行121℃×5h+153℃×16h的時效處理。

所述的澆鑄模具的預熱溫度為300±10℃。

本發明的有益效果是：

（1）本發明了提供了一種680MPa強度高抗剝落腐蝕性能7000系鋁合金制備方法。這在一定程度上打破了國外對高性能鋁合金的技術封鎖，可滿足我國航空航天、武器裝備等領域的需求。