[發明專利]一種蠕變時效成形用7B04鋁合金板材的制造方法

在審

• 申請號: 202011520487.8
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112680678A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳雷;臧家吉;吳沂哲;袁丹丹;張祥斌;閆洪達;王洪伍;于增源
• 申請（專利權）人: 東北輕合金有限責任公司
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C21D9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種蠕變時效成形用7B04鋁合金板材的制造方法，涉及一種蠕變時效成形用鋁合金板材的制造方法。本發明是要解決現有的蠕變時效成形用7B04合金T7451狀態需要采取連續時效，出廠前需要第二級時效熱處理生產工藝，生產成本高的技術問題。本發明針對7B04合金的T7451狀態分段時效進行研究，通過分段時效的方式對7B04進行熱處理，將時效強化過程進行拆分，可以保證最終產品的力學性能符合7B04T7451要求。本發明提高了熱處理爐資源利用率、降低了生產能耗，分段時效使板材第二級時效與蠕變成型工藝相結合，取消了板材出廠前第二級時效熱處理生產，不僅降低了生產成本，且獲得了較為可觀的環境效益。

技術領域

本發明涉及一種蠕變時效成形用鋁合金板材的制造方法。

背景技術

蠕變時效成形技術是國外針對復雜形狀高筋整體壁板以及變厚度變曲率蒙皮而研發的一種成形技術，在飛機制造中得到大量應用，是現代飛機關鍵的制造技術之一。該種成形方法利用金屬的蠕變特性，將成形和時效同步進行，雖然在國外大飛機壁板制造中獲得實際應用，但目前在國內的飛機壁板的工程化生產中尚未成熟，主要在一些高校和研究所內進行研究工作。

7B04合金為Al-Zn-Mg-Cu系超高強鋁合金，是航空航天工業的主要結構材料之一，其常用的熱處理狀態為T7451和T7351。目前T7451需要采取連續時效，出廠前需要第二級時效熱處理生產，生產成本高。

發明內容

本發明是要解決現有的蠕變時效成形用7B04合金T7451狀態需要采取連續時效，出廠前需要第二級時效熱處理生產工藝，生產成本高的技術問題，而提供一種蠕變時效成形用7B04鋁合金板材的制造方法。

本發明的蠕變時效成形用7B04鋁合金板材的制造方法是按以下步驟進行的：

一、將7B04合金熱軋態板材在468℃～472℃進行固溶熱處理，加熱和保溫的總時間為90min～120min，水淬出爐，淬火轉移時間小于等于10s，淬火后板材溫度小于等于35℃；

二、步驟一得到的板材在室溫條件下放置小于等于3h，使用拉伸機對其進行拉伸，拉伸速度為1mm/s～2.5mm/s，拉伸變形量為1.5％～3％；

三、將步驟二得到的板材放入時效爐進行預時效，時效溫度為110℃～120℃，保溫時間為8h±10min，出爐后空冷；

四、步驟三得到的預時效板材即可用作蠕變時效使用，在蠕變時效過程中載荷1Mpa，時效溫度為155℃～165℃，保溫時間為17h～18h，零件在80℃以下開始卸壓。

本發明針對7B04合金的T7451狀態進行研究，通過分段時效的方式對7B04進行熱處理，將時效強化過程進行拆分，得到一種蠕變時效成形用7B04鋁合金板材的制造方法，可以保證最終產品的力學性能符合7B04T7451要求。

本發明的優點

1、本發明確定45mm～55mm厚的7B04T7451-P(預時效)狀態板材的固溶淬火工藝和預時效工藝；

2、本發明確定的工藝方法解決了蠕變時效成形用7B04鋁合金板材分段時效后板材的性能穩定問題，保證了預時效板材機加后的零件在蠕變時效成形中處于一個穩定的溫度，內部模具和載荷施加控制更加方便，減少變形；

3、本發明提高了熱處理爐資源利用率、降低了能耗，分段時效使板材第二級時效與蠕變成型工藝相結合，取消了板材出廠前第二級時效熱處理生產，不僅降低了生產成本，且獲得了較為可觀的環境效益；

4、本發明確定的工藝方法可以保證連續時效與分段時效獲得的組織相同(見圖1)，最終成品零件的性能達到7B04T7451狀態的性能；抗拉強度為490MPa～560MPa，屈服強度為420MPa～500MPa，延伸率為≥7％，電導率≥36％IACS(20.88MS/m)，可應用于航空航天領域的零部件，替代由7B04T7451板材直接進行機加的產品。