[發(fā)明專利]一種7150鋁合金的制備工藝

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• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112593128A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑健生
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州靖舒新材料有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/053
• 代理公司: 杭州研基專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33389
• 代理人: 謝東

本發(fā)明公開了一種7150鋁合金的制備工藝，包括配料按照重量百分比進(jìn)行配料，即Zn：6.2～6.6％，Mg：2.4～2.69％，Cu：2.05～2.25％，Si：0.06～0.11％，F(xiàn)e：0.09～0.12％，Cr：0.01～0.02％，Mn：0.02～0.04％，Ti：0.05～0.06％，Zr：0.09～0.11％，雜質(zhì)≤0.15％，其余為Al、熔煉、精煉、扒渣、鑄錠、退火、軋制、固溶淬火、時效處理制備工藝。本發(fā)明制備工藝制備出具有耐蝕性，高硬度等性能優(yōu)良的7150鋁合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種7150鋁合金的制備工藝。

背景技術(shù)

鋁合金是指通過使用金屬鋁作為基質(zhì)并向其中添加其他合金元素而形成的合金材料。鋁合金由基體內(nèi)多種合金元素的合金化效應(yīng)，使得其強(qiáng)度、剛度以及加工性能都保持在一個較高的水準(zhǔn)。保持在一個較高的水準(zhǔn)。此外，豐富的品種和性能使鋁合金材料滿足不同領(lǐng)域的需求。與傳統(tǒng)的鋼材相比，鋁合金的密度僅為1/3，耐腐蝕性遠(yuǎn)高于鋼。

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家大力發(fā)展航空航天和交通運(yùn)輸事業(yè)，投入了越來越多的相關(guān)科研項目。在重要的承力結(jié)構(gòu)件方面，更加注重材料的綜合性能，使材料的性能逐步趨于輕量化、高比強(qiáng)度、高韌性以及更好的耐腐蝕性能。而Al-Zn-Mg-Cu合金在這兩個領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，對產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展起著重要的作用。Al-Zn-Mg-Cu合金在應(yīng)用過程中各種失效、腐蝕斷裂問題隨之暴露出來，學(xué)者們開始對如何使Al-Zn-Mg-Cu合金具備高強(qiáng)度的同時能具備高的耐腐蝕性能展開研究。

7150鋁合金為Al-Zn-Mg-Cu系中一種，于20世紀(jì)70年代末年研制成功。7150鋁合金具有超高的強(qiáng)度，良好的斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度，最重要的是，7150鋁合金的大量出現(xiàn)進(jìn)一步實現(xiàn)了抗腐蝕性能和高合金強(qiáng)度同時得到的構(gòu)想。這種合金因其良好的熱加工性，超高的強(qiáng)度而在航空航天構(gòu)件上得到大范圍的使用，成為全球各國研發(fā)的熱點。開發(fā)高強(qiáng)度，高韌性鋁合金板，以滿足航天飛機(jī)的高負(fù)荷，高抗壓和抗疲勞，高機(jī)動性，高速度和高可靠性的要求，7150鋁合金就是其中重要的一種合金。典型的航空航天領(lǐng)域應(yīng)用7150鋁合金薄板主要有大型整體壁板、預(yù)拉伸板、蒙皮板等，這些薄板都要求在不斷提高強(qiáng)度的同時，還需具有良好的抗腐蝕能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種7150鋁合金的制備工藝，其制備工藝包括以下步驟：

S1、配料：將原料按照重量百分比進(jìn)行配料，即Zn：6.2～6.6％，Mg：2.4～2.69％，Cu：2.05～2.25％，Si：0.06～0.11％，F(xiàn)e：0.09～0.12％，Cr：0.01～0.02％，Mn：0.02～0.04％，Ti：0.05～0.06％，Zr：0.09～0.11％，雜質(zhì)≤0.15％，其余為Al。

S2、熔煉：將配置好的鋁合金原料加入到預(yù)先加熱到300～320℃的熔煉爐中，然后將熔煉溫度升至750～765℃，熔煉為液態(tài)鋁合金，并且在液態(tài)合金表面撒上石墨覆蓋劑隔絕空氣減少合金燒損，并且每隔10～15min使用電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，在50～60min后江將爐溫將至690～700℃，保溫20min并進(jìn)行人工攪拌。

S3、精煉：將爐溫溫度升至720～730℃，采用高純氬氣載六氯乙烷和無鈉精煉劑混合粉末對鋁合金溶體進(jìn)行噴粉精煉，其中精煉時間為40～80min，氣體流量為4.2～4.8L/s。

S4、扒渣：精煉完成后靜置25～30min進(jìn)行扒渣，取樣對爐內(nèi)合金溶體化學(xué)成分進(jìn)行爐前檢測，成分合格開始鑄造。

S5、鑄錠：將爐溫溫度將至680～690℃進(jìn)行鑄錠，將鋁合金液體倒入壓鑄機(jī)，其中壓鑄壓力為62～69MPa，模具溫度為220～260℃，慢壓射速率為0.15～0.18m/s，快壓注射速率為2.8～3.2m/s。

S6、退火：將鑄造后的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火和冷卻處理，得到鋁合金扁錠。