[發(fā)明專利]一種超高強(qiáng)鋁合金及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010013070.6 | 申請(qǐng)日： | 2020-01-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111057920B | 公開（公告）日： | 2022-05-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張英波;李家衡 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西南交通大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C22C21/10 | 分類號(hào)： | C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053 |
| 代理公司： | 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239 | 代理人： | 吳桐 |
| 地址： | 610031 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高強(qiáng) 鋁合金 及其 制備 方法 | ||
1.一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，所述合金中化學(xué)元素的質(zhì)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，制備步驟如下：
A、熔鑄：按照合金中各化學(xué)元素的質(zhì)量百分含量配比，制備鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金；
B、均勻化處理：對(duì)步驟A制備的鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進(jìn)行均勻化處理；所述均勻化處理為雙級(jí)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、熱塑性變形加工：將B步得到的經(jīng)過均勻化處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金坯料進(jìn)行熱塑性變形加工，所述熱塑性變形加工的溫度為380-450℃；
D、固溶處理：將步驟C得到的經(jīng)過熱塑性變形加工的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進(jìn)行固溶處理；所述固溶處理為雙級(jí)固溶處理，其具體操作是在430-458℃保溫1-4h，隨后繼續(xù)升溫至460-490℃保溫1-4h，室溫水淬；
E、時(shí)效處理：
將步驟D得到的經(jīng)過固溶處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進(jìn)行時(shí)效處理；其中，時(shí)效處理的時(shí)效處理溫度為110-150℃，時(shí)效處理時(shí)間為20-30h；
或者，將步驟D得到的經(jīng)過固溶處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進(jìn)行多級(jí)時(shí)效處理，具體操作是在110-150℃時(shí)效20-30h，然后升溫至170-200℃保溫20-60min，然后降溫至110-150℃時(shí)效20-30h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：合金中化學(xué)元素的質(zhì)量百分比為：5.92-6.47％Zn、1.59-1.75％Mg、1.89-1.90％Cu、0.21-0.28％Zr、0.06-0.09％Ti、0.22-0.32％Y，其余為Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：合金中化學(xué)元素的質(zhì)量百分比為：6.47％Zn、1.7％Mg、1.9％Cu、0.24％Zr、0.07％Ti、0.27％Y，其余為Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：所述步驟A制備鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金的具體方法是：按照合金中各化學(xué)元素的質(zhì)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(dāng)溫度降至690-710℃時(shí)，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(dāng)熔體溫度降至710-730℃澆注。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：所述熱塑性變形加工為熱擠壓加工，熱擠壓加工的具體操作是：將步驟B得到的經(jīng)過均勻化處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金在400-450℃下保溫2-4h后，進(jìn)行熱擠壓，擠壓溫度為400-450℃；擠壓比為9-60：1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：所述熱擠壓加工的具體操作是：將步驟B得到的經(jīng)過均勻化處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金在420℃下保溫4h后，進(jìn)行熱擠壓，擠壓溫度為420℃；擠壓比為32：1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超高強(qiáng)鋁合金的制備方法，其特征在于：
所述步驟B均勻化處理為雙級(jí)均勻化處理，其具體操作是在400℃保溫12h，隨后加熱至465℃保溫24h，隨爐冷卻；
所述步驟D固溶處理為雙級(jí)固溶處理，其具體操作是在450℃保溫1.5h，隨后繼續(xù)升溫至470℃保溫2h，室溫水淬；
所述步驟E時(shí)效處理為多級(jí)時(shí)效處理，其具體操作是在120℃時(shí)效24h，然后升溫至190℃保溫30min，然后降溫至120℃時(shí)效24h。
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