[發明專利]一種超高強度Al-Zn-Mg-Cu合金線材的制備方法

有效

• 申請號: 201811224287.0
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109371269B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 趙志浩;秦高梧;王高松;朱慶豐;朱成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/10;B21C1/00;C22F1/053
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

1.一種超高強度Al-Zn-Mg-Cu合金線材的制備方法，其特征在于：包括下述工藝步驟：

(1)原料配制：以純金屬鋁、純金屬鋅、純金屬銅、純金屬鎂、Al-Zr中間合金、Al-Ti中間合金、Al-Cr中間合金作為原料，進行備料；

(2)合金熔煉及鑄造：在反射式熔鋁爐中進行熔煉，將純金屬鋁、Al-Zr中間合金、Al-Ti中間合金、Al-Cr中間合金同時加入爐中熔化，熔化后加入純金屬銅，升溫至730-740℃，加入純金屬鋅和純金屬鎂，待這些金屬熔化并攪拌均勻后升溫至740-750℃后使用精煉劑進行精煉處理；處理完畢后攪拌合金熔體并在730℃靜置10-20min，靜置完畢后撈去合金熔體表面的浮渣，然后通過半連續鑄造法進行鑄造；鑄造溫度為710℃-720℃，鑄造速度130-230mm/min，鑄棒直徑60-100mm，單支鑄棒長度10-27米；在結晶區施加電磁攪拌，磁場頻率50Hz，勵磁電流100-200A，平均晶粒尺寸控制在30-100μm；

(3)均質處理：均質分兩級進行，第一級均質溫度460～550℃，均質時間10～36小時；第二級均質溫度比第一級高5～15℃，第二級均質時間為第一級均質時間的20～30％；

(4)熱連軋：采用短應力線連軋機組，軋制道次10-16道，每一道次機架均為獨立動力傳動；軋機軋輥采用平-立交替布置，第一道次軋機為水平軋機；前50％道次延伸系數范圍1.27-1.39，后50％道次延伸系數1.20-1.32；軋制溫度360-440℃，鑄棒呈梯度加熱，先入軋機端比尾端加熱溫度高15-35℃，溫度梯度沿鑄棒長度均勻分布；軋制速度0.5-3m/s，熱軋成品直徑10-12mm;

(5)冷連軋：采用二輥軋機連軋機組，軋制道次6-12道，每一道次機架均為獨立動力傳動；軋機軋輥采用平-立交替布置，第一道次軋機為水平軋機，每道次延伸系數1.1-1.2；冷軋成品直徑3.6-8mm；

(6)整徑拉拔：拉拔為單道次整徑拉拔；拉拔延伸系數1.03-1.15；拉拔成品直徑公差小于等于±(直徑×0.01)；

(7)固溶與人工時效處理：在465℃保溫2小時進行固溶處理，淬火轉移時間小于20秒，淬火介質為軟化水，水溫30-60℃；淬火后進行兩級時效處理，第一級時效溫度105-115℃，時效時間6-12小時，第二級時效溫度155-165℃，時效時間4-10小時。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述超高強度Al-Zn-Mg-Cu合金，其成份及重量百分含量如下：

不可避免的雜質元素，每種少于0.05wt.％，且總量少于0.15wt.％，余量為Al。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述超高強度Al-Zn-Mg-Cu合金中，Zr：0.12～0.15wt.％，Ti：0.015～0.025wt.％，Cr：0.03～0.1wt.％。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述鑄造步驟中，在結晶區施加油膜控制鑄棒表面偏析層小于3mm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(3)均質工藝使鋁合金鑄態組織殘余相比例在1.5％以下，最大殘余相尺寸小于60μm。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在均質和熱連軋步驟之間包括銑面的步驟，其中，鑄棒銑面厚度1～3.5mm。

7.根據權利要求1～6任一項所述的方法，其特征在于：所得Al-Zn-Mg-Cu合金線材成品晶粒組織呈纖維狀，纖維晶粒直徑在10-40μm，線材表層與中部晶粒尺寸差異小于10％，抗拉強度580-670MPa，延伸率達到7-9％。