[發(fā)明專利]一種航空器用鋁合金大規(guī)格板材的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011500526.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112662924A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮超;高新宇;王春暉;馬月;萬旭;張雪濛;劉玉龍;趙國奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北輕合金有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C21/10
• 分類號(hào): C22C21/10;B21B1/02;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種航空器用鋁合金大規(guī)格板材的制造方法，涉及一種鋁合金板材的制造方法。目的是解決現(xiàn)有方法制造的航空器用鋁合金大規(guī)格板材存在力學(xué)強(qiáng)度差和韌性低的問題。方法：熔煉和鑄造得到鑄錠；將鑄錠進(jìn)行熱軋得到板材；將板材放入輥底式淬火爐中淬火，將淬火后的板材進(jìn)行拉伸，拉伸后將板材置于時(shí)效爐中進(jìn)行時(shí)效處理。本發(fā)明采用半連續(xù)鑄造工藝結(jié)合鋁合金鑄錠原料的科學(xué)配比，以及先進(jìn)的熱處理工藝，有效提高了鋁合金板材的力學(xué)強(qiáng)度以及韌性。本發(fā)明適用于鋁合金大規(guī)格板材的制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金板材的制造方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展時(shí)代不斷進(jìn)步，國產(chǎn)民用航空器制造質(zhì)量和韌性方面又有了新的發(fā)展方向。鋁合金作為國產(chǎn)民用航空器的主要材料之一，隨著國產(chǎn)民用航空器的高強(qiáng)、高韌需求的提高，對(duì)鋁合金的高強(qiáng)、高韌也隨之有了更高的需求。

在實(shí)際應(yīng)用中，國產(chǎn)民用航空器用鋁合金的優(yōu)勢(shì)非常明顯，而現(xiàn)有方法制造的航空器用鋁合金大規(guī)格板材存在力學(xué)強(qiáng)度差和韌性低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有方法制造的航空器用鋁合金大規(guī)格板材存在力學(xué)強(qiáng)度差和韌性低的問題，提出航空器用鋁合金大規(guī)格板材的制造方法。

本發(fā)明航空器用鋁合金大規(guī)格板材的制造方法以下步驟進(jìn)行：

一、熔煉和鑄造：

按重量百分比為Cu：2.0％～2.5％、Mg：1.9％～2.3％、Zn：7.9％～8.4％、Mn≤0.05，Zr≤0.2和余量為Al稱取Cu板、Mg錠、Zn錠、鋁錳中間合金、鋁鋯中間合金和Al錠為原料，將原料進(jìn)行熔煉和鑄造，得到鑄錠；其中，鑄錠中雜質(zhì)Si或Fe質(zhì)量百分比小于0.4％，鑄錠中雜質(zhì)Ni或Cr質(zhì)量百分比小于0.1％；

二、熱軋成板材：

首先將鑄錠加熱至350℃～480℃，然后進(jìn)行熱軋，得到板材；

三、熱處理：

將步驟二得到的板材放入輥底式淬火爐中，在430℃～470℃的條件下加熱90min～120min，然后打開爐門進(jìn)行淬火，將淬火后的板材進(jìn)行拉伸，拉伸后將板材置于時(shí)效爐中進(jìn)行時(shí)效處理；時(shí)效處理工藝為：首先加熱至100℃并保溫200min～1200min，然后升溫至160℃并保溫120min，最后降溫至100℃～160℃并保溫900min～1200min，出爐空冷。

本發(fā)明原理和有益效果為：

1、本發(fā)明中，Mg元素是變形鋁合金中使用最廣泛、最有效的合金元素之一；Mg元素的主要作用是通過固溶強(qiáng)化和與其他元素形成一系列的可溶的金屬化合物強(qiáng)化相來提高合金的強(qiáng)度。

Cu元素作為主要元素之一，鋁銅合金富鋁部分溫度達(dá)到548℃時(shí)，銅在鋁中的較大溶解度為5.65％，溫度降到302℃時(shí)，銅的溶解度為0.45％。銅是重要的合金元素，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效析出的CuAl2有著明顯的時(shí)效強(qiáng)化效果。

Zn元素作為主要元素之一，鋅單獨(dú)加入鋁中，在變形條件下對(duì)鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限，同時(shí)存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。在鋁中同時(shí)加入鋅和鎂，形成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對(duì)合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。Mg/Zn2含量從0.5％提高到12％時(shí)，可明顯增加抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的比例控制在2.7左右時(shí)，應(yīng)力腐蝕開裂抗力較大。如在Al－Zn－Mg基礎(chǔ)上加入銅元素，形成Al－Zn－Mg－Cu系合金，基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中較大，也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金材料。

2、本發(fā)明采用半連續(xù)鑄造工藝結(jié)合鋁合金鑄錠原料的科學(xué)配比，以及先進(jìn)的熱處理工藝，有效提高了鋁合金板材的力學(xué)強(qiáng)度以及韌性，解決了現(xiàn)有方法制備的國產(chǎn)民用航空器用鋁合金大規(guī)格板材力學(xué)性能差和韌性低的問題。