[發明專利]一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材及其制備方法

在審

• 申請號: 202010829444.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111945047A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 程仁寨;馬旭;隋來智;孟凡林;王興瑞;張小剛;王兆斌;姚明偉
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 宋迪

一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，屬于飛機客艙地板橫梁鋁合金型材制造領域，包括如下質量百分比的的物質組成：5.0?7.0％的Zn，2.5?3.5％的Mg，0.5?1.0％的Sn，0.2?0.6％的Sc和0.2?0.5％的Mn，余量為Al和不可避免雜質。本發明通過在Al?Zn?Mg合金的基礎上添加Sn、Sc、Mn，強烈細化熱變形后的合金組織，保證了合金的強度和韌性；添加合金元素Sn，能夠以固溶的形式提高強度；添加合金元素Zn能夠以固溶的形式提高強度；添加合金元素Mn能夠強烈促進再結晶，進一步的降低合金的晶粒尺寸，其強度和韌性得到增強，有較好的力學性能。

技術領域

本發明屬于飛機客艙地板橫梁鋁合金型材制造領域，具體地說是一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材及其制備方法。

背景技術

客艙地板梁結構是民用飛機機身結構不可缺少的組成部分，一般由地板橫梁、縱梁(含座椅滑軌)、支柱和側向泄壓結構組成。其中地板橫梁承擔著旅客及座椅的載荷，需要分別與地板縱梁、支柱和機身框連接，是比較關鍵的結構。相對于機身其它部分，地板梁結構功能明確、受力清晰，周圍相關結構較少，通常不會因其造成災難性事故。但地板梁結構尤其是地板橫梁結構，零件截面形狀基本恒定、長度較長、數量較多，選擇合適的結構形式和材料，能夠節省工時、減輕重量、并顯著提高生產效率和產品穩定性，最終降低成本。對現有成熟機型的地板橫梁結構進行研究，能夠發現地板橫梁構型的區別主要是截面形式和材料。截面形式主要可分為“C”型、“Z”型和“I”型，而結構材料則有7000系和2000系傳統鋁合金、鋁鋰合金和復合材料等。對比單通道飛機和寬體飛機，地板橫梁與座椅滑軌和支柱的連接形式也有較大差異。因此，開發新型高強度鋁合金具有非常重要的價值。

按成形工藝分，鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金，二者在組織和性能方面差距較大。與鑄造鋁合金相比，變形鋁合金組織更細小、致密，因而強度和延伸率也更高。然而，鋁合金機械性能遠低于鋼材料，限制鋁合金的廣泛應用。現有技術中，一般通過微合金化、低溫變形或大塑性變形獲得高延伸率鋁合金，由于需要用到含量較多的價格昂貴的其他元素形成合金，或需要通過較復雜的生產工藝，生產成本高，工業化應用前景較差。

發明內容

本發明提供一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，用以解決現有技術中的缺陷。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，包括如下質量百分比的物質組成：5.0-7.0％的Zn，2.5-3.5％的Mg，0.5-1.0％的Sn，0.2-0.6％的Sc和0.2-0.5％的Mn，余量為Al和不可避免雜質。

如上所述的一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，所述的雜質包括Fe、Si、Cu。

如上所述的一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，所述的雜質質量小于總質量的0.15％。

如上所述的一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材，所述的Sc的質量分別記為中間合金Al-Sc中Sc的質量，Mn的質量分別記為中間合金Al-Mn中Mn的質量。

一種民用飛機客艙地板橫梁鋁合金型材的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：準確稱量鋁、鋅、鎂、錫和中間合金Al-Sc、Al-Mn，送入預熱釜中進行預熱；

步驟二：將鋁送入熔融釜中進行融化，融化完成后，加入鋅、鎂、錫和中間合金Al-Sc、Al-Mn，充分攪拌3-6min，待所有金屬熔化后，將溫度控制在700-750℃，靜置10-20min，去除雜質，降溫，進行澆鑄，得鑄造鋁合金塊；

步驟三：雙級均勻化處理：將所得鑄態鋁合金置于加熱爐內，進行第一梯度溫度320℃-340℃，保溫1h-2h,然后升溫至第二梯度溫度450℃-470℃，保溫2h-8h，得到均勻化處理后的鋁合金；擠壓；