[發明專利]一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010981697.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112063902A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陳智斌;蔣會陽;林建華;付平;謝芳
• 申請（專利權）人: 湖南恒佳新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C21/18;C22C21/14;C22F1/057;C22C1/03
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明涉及一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料及其制備方法，其組分按重量百分比計包括Si：≤0.1％，Fe：≤0.1％，Ni：1.4～1.6％，Cu：2.6～2.8％，Mg：1.0～1.4％，Zn≤0.1％，Ti：0.06～0.09％，Mn：0.3～0.8％，Zr:0.1％～0.20％，Ag：0.35％～0.5％，Y:0.1％，Sc:0.2～0.4％，Nd:0.1～0.14％，其余為Al。發明提供的超強高韌高焊接性能的航空合金材料，其合金晶粒均勻，晶粒尺寸控制在20～40um，抗拉強度≧500MPa，屈服強度≧439MPa，延伸率≧12％，焊接系數≧0.65，性能比現有技術中鋁合金性能好。

技術領域

本發明涉及一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料，屬于合金技術領域范圍。

背景技術

目前的在研究航空鋁合金材料方面一味追求高強度、高韌性鋁合金時，卻忽視了提高材料摩擦攪拌的焊接性能，使得現有的高強度鋁合金要么強度高，而焊接性能差或者耐疲勞性能好，但強度低，導致部分鋁合金結構零件的尺寸選擇上偏向于尺寸較厚且焊接性能較好的材料。零件尺寸較厚主要由兩個方面原因：一方面由于強度低而達不到需要強度，因此借助厚度來解決所需的高載荷問題；另一方面現存的鋁合金大多都是追求高強度高韌性，而很少有在強度基礎上重視焊接性能的。因此，在高強度鋁合金焊接方面的不足，使得鋁合金的結構件在選擇上會偏向強度低而有較好的焊接性能的材料，從而會造成的零件尺寸較厚導致無法滿足鋁合金結構件高載荷和輕質化要求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料，有效提高了高強度鋁合金的焊接性能。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料，其組分按重量百分比計包括Si：≤0.1％，Fe：≤0.1％，Ni：1.4～1.6％，Cu：2.6～2.8％，Mg：1.0～1.4％，Zn≤0.1％，Ti：0.06～0.09％，Mn：0.3～0.8％，Zr:0.1％～0.20％，Ag：0.35％～0.5％，Y:0.1％，Sc:0.2～0.4％，Nd:0.1～0.14％，其余為Al。

如上所述的，優選地，所述Si：0.03％、Fe：0.05％、Ni：1.5％、Cu：2.65％、Mg：1.3％、Zn0.055％、Ti：0.075％、Mn：0.45％、Zr:0.19％，Ag：0.45％，Y:0.1％，Sc:0.3％，Nd:0.12％，其余為Al。

一種超強高韌高焊接性能的航空合金材料的制備方法，其包括如下步驟：

S1、按上述原料的組分進行配料后，加入溶劑進行熔煉，并進行攪拌，除氣，除渣，扒渣，獲得鑄錠；

S2、將鑄錠進行均勻化退火；

S3、進行熱軋、冷軋、固溶處理；

S4、進行冷卻，保溫，空冷。

如上所述的制備方法，優選地，在步驟S1中，所述原料組分加料順序為：先放入純鋁在坩堝爐中加熱，出現熔池后，加入除Mg和Zn外的其它原料攪拌混合，用溶劑覆蓋，在坩堝爐中加熱待熔體基本熔化后，用六氯乙烷除氣除渣，后用鋁箔包住Mg加入熔體中，用鐘罩罩住壓入熔體底部，待完全融化后，慢慢取出鐘罩，然后再次除渣除氣后，加入Zn，并用溶劑覆蓋，靜置后，用六氯乙烷除氣后充分攪拌、扒渣并靜置，在750℃將合金液倒入水冷鐵模，獲得鑄錠。

如上所述的制備方法，優選地，所述溶劑為以按重量比計的NaCl 7％、KCl 49％、Na₃AlF₆12％和CaF₆ 2％的混合物。