[發明專利]一種強度超過800MPa的超高強鋁合金等溫模鍛件及其制備方法

有效

• 申請號: 202010013059.X
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111172436B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張英波;李家衡
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053;B21J5/02
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

1.一種強度超過800MPa的超高強鋁合金等溫模鍛件的制備方法，其步驟如下：

A、熔鑄：按照設定的各組成元素的質量百分含量配比，制備鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金；所述設定的各組成元素的質量百分含量為：5.8-7.8％Zn、1.5-2.2％Mg、1.6-2.4％Cu、0.15-0.3％Zr、0.04-0.12％Ti、0.2-0.45％Y，其余為Al，具體制備方法是：按照設定的各組成元素的質量百分含量配比，將電阻爐升溫至480-510℃后加入純鋁；待純Al熱透后，將電阻爐升溫至720-750℃，將純Al全部熔化；將熔體降溫至680-710℃，加入Al-Cu中間合金；待Al-Cu中間合金熔化后，將熔體溫度升至730-750℃，加入Al-Zr、Al-Ti中間合金，攪拌熔體3-5min；待Al-Zr、Al-Ti中間合金熔化后，將熔體溫度降至710-725℃，加入Al-Y中間合金；當溫度降至690-710℃時，加入純Zn、Mg；隨后將熔體溫度升至720-740℃，攪拌5-10min；然后扒掉表面的浮渣，靜置10-20min；當熔體溫度降至710-730℃澆注，即得到鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金；

B、均勻化處理：對步驟A制備的鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行均勻化處理，所述均勻化處理為雙級均勻化處理，其具體操作是在380-420℃保溫8-20h，隨后加熱至450-480℃保溫10-30h，隨爐冷卻；

C、等溫模鍛：將B步得到的經過均勻化處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金坯料進行等溫模鍛，模具預熱溫度為380-450℃，模鍛溫度為380-450℃，模段速率為10×10^-5至10×10^-2mm/s；

D、固溶處理：將步驟C得到的經過等溫模鍛的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行固溶處理，所述固溶處理為雙級固溶處理，其具體操作是在430-458℃保溫1-4h，隨后繼續升溫至460-490℃保溫1-4h，室溫水淬；

E、時效處理：將步驟D得到的經過固溶處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行時效處理，所述時效處理的時效處理溫度為110-150℃，時效處理時間為20-30h。

2.根據權利要求1所述的強度超過800MPa的超高強鋁合金等溫模鍛件的制備方法，其特征在于：所述設定的各組成元素的質量百分含量為：6.47％Zn、1.7％Mg、1.9％Cu、0.24％Zr、0.07％Ti、0.27％Y，其余為Al。

3.根據權利要求2所述的強度超過800MPa的超高強鋁合金等溫模鍛件的制備方法，其特征在于：所述步驟A制備鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金的具體方法是：按照設定的各組成元素的質量百分含量配比，將電阻爐升溫至500℃后加入純鋁；待純Al熱透后，將電阻爐升溫至740℃，將純Al全部熔化；將熔體降溫至700℃，加入Al-Cu中間合金；待Al-Cu中間合金熔化后，將熔體溫度升至740℃，加入Al-Zr、Al-Ti中間合金，攪拌熔體3-5min；待Al-Zr、Al-Ti中間合金熔化后，將熔體溫度降至720℃，加入Al-Y中間合金；當溫度降至705℃時，加入純Zn、Mg；隨后將熔體溫度升至730℃，攪拌5-10min；然后扒掉表面的浮渣，靜置10-20min；當熔體溫度降至720℃澆注，即得鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金。