[發(fā)明專利]一種7XXX鋁合金坯錠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910062204.0
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109628785B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波合盛新材料有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C21/10;B22F1/00;B22F3/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種7XXX鋁合金坯錠的制備方法。本發(fā)明通過真空退火能夠降低7XXX鋁合金粉的強度和硬度，解決了其后續(xù)壓制成型困難的問題，使壓制成型后的壓坯密度達到燒結(jié)工藝的要求；同時，本發(fā)明將所述壓坯通過真空無壓燒結(jié)后，所得坯錠的相對密度在98.0％以上，且合金元素可以靈活控制，坯錠中Zn的揮發(fā)量小于1wt％，Zn含量可以根據(jù)設計要求添加不會出現(xiàn)成分偏析，坯料成材率高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，解決了使用單質(zhì)粉和中間合金粉混合制備7XXX鋁合金坯錠燒結(jié)密度低和Zn元素易揮發(fā)等問題。此外，本發(fā)明提供的方法工藝流程短、生產(chǎn)設備簡單，便于規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種7XXX鋁合金坯錠的制備方法。

背景技術(shù)

7XXX鋁合金主要由Al-Zn-Mg-Cu組成，其中Zn含量最高可以達到15wt％，并且鋁合金產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)現(xiàn)增加Zn的含量，可以顯著提高7XXX鋁合金的力學性能。

目前，7XXX鋁合金的制備方法主要是熔鑄法，包括配料、熔化、扒渣、合金化、鑄造和熱處理等操作。但是該方法制備的7XXX鋁合金鑄造性能差，因為熔鑄過程中Zn、Mg、Cu等合金元素含量的增加會造成7XXX鋁合金的結(jié)晶范圍變寬，金屬液在凝固過程中易形成粗大的枝晶組織和明顯的宏觀偏析，大大提高7XXX鋁合金鑄錠的開裂機率，導致鑄錠成材率非常低。

粉末冶金方法制備7XXX鋁合金，是將金屬粉末冷壓成型，然后在高溫條件下燒結(jié)而成，避免了出現(xiàn)金屬凝固過程中形成粗大的枝晶組織和明顯的宏觀偏析，可以解決鑄錠存在的成分不均勻和開裂問題。因此粉末冶金法特別適合制備高合金含量的7XXX鋁合金，便于其性能的進一步提高。

粉末冶金法制備7XXX鋁合金主要是通過元素粉(Zn粉、Mg粉、Cu粉等單質(zhì)粉)或中間合金粉(Al-Zn粉、Al-Mg粉)來進行合金元素的添加。但是Zn在燒結(jié)過程中易揮發(fā)，造成坯錠成分產(chǎn)生偏差，并且會導致產(chǎn)品的致密度低，影響產(chǎn)品力學性能。

針對以上工藝中存在的問題，可以將采用氣霧法制備的7XXX鋁合金粉直接進行壓型燒結(jié)來減少Zn的揮發(fā)。但是由于7XXX鋁合金粉在霧化制粉過程中存在固溶強化，導致7XXX合金粉的強度硬度顯著高于單質(zhì)的元素粉，因此在粉末冷壓成型過程中，7XXX鋁合金粉很難壓制成型，壓坯表面容易掉粉、破碎。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種7XXX鋁合金坯錠的制備方法，采用本發(fā)明提供的方法制備得到的7XXX鋁合金坯錠坯錠的相對密度可達99.0％，Zn的揮發(fā)量小于1wt％。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種7XXX鋁合金坯錠的制備方法，包括以下步驟：

將7XXX鋁合金粉進行真空退火，得到退火鋁合金粉；所述真空退火的真空度≤0.1Pa，溫度為200～400℃，保溫時間為1～4h；

將所述退火鋁合金粉進行冷等靜壓成型，得到壓坯；

將所述壓坯進行真空無壓燒結(jié)，得到7XXX鋁合金坯錠。

優(yōu)選地，所述真空退火的真空度≤0.05Pa，溫度為260～360℃，保溫時間為2～3h。

優(yōu)選地，所述7XXX鋁合金粉的D50為5～40μm。

優(yōu)選地，所述7XXX鋁合金粉由包括鋁錠、鋅錠、鎂錠和銅錠的合金進行熔煉后氣霧化制備得到。

優(yōu)選地，所述7XXX鋁合金粉包括7055鋁合金粉、7005鋁合金粉或7039鋁合金粉。

優(yōu)選地，所述冷等靜壓成型的壓力為150～300Mpa，保壓時間為30～360s。

優(yōu)選地，所述冷等靜壓成型的壓力為180～240Mpa，保壓時間為120～240s。