[發(fā)明專利]一種高強高韌鋁合金精薄板及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114480934B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉志鵬;肖陽;李飛;廖榮躍;馬凱杰;劉振杰;劉金學;解海濤;郭曉光
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕研合金科技有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C1/03;C22F1/02;C22F1/057;B21B1/26;B21B1/28;B32B15/20
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張麗

本發(fā)明屬于鋁合金加工技術領域，具體涉及一種高強高韌鋁合金精薄板及其制備方法和應用。本發(fā)明通過熔煉、澆鑄得到鑄錠，再將鑄錠進行熱軋、等溫軋制、冷軋，最終得到0.1~0.8mm厚的高強高韌鋁合金精薄板。所述高強高韌鋁合金精薄板采用鋁合金鑄錠制備得到，所述鋁合金鑄錠中各組分及其質(zhì)量百分比為：銅：3.5~6.0%；鎂：1.0~2.0%，錳：0.3~1.0%，鋯：0.05~0.2%，稀土：0.05~0.2%，其余為鋁。本發(fā)明通過微合金化、形變熱處理等多重手段提高鋁合金精薄板綜合性能，能夠?qū)崿F(xiàn)所述高強高韌鋁合金精薄板抗拉強度最高達到507MPa，同時規(guī)定塑性延伸強度達到345MPa，斷后伸長率達到23%，在航空航天及軌道交通領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于鋁合金加工技術領域，具體涉及一種高強高韌鋁合金精薄板及其制備方法和應用。

背景技術

鋁合金不僅具有密度小、質(zhì)量輕、比強度高、導熱和導電性能好的特性，并且還具有較強的抗腐蝕能力。衛(wèi)星、大飛機、高鐵的蒙皮主要由鋁合金材料加工而成。基于結(jié)構(gòu)減重的考慮，蒙皮面板材料大多采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)設計，具體由兩層薄而強度高的面板材料，中間夾一層厚而極輕的蜂窩芯復合而成。運行過程中蒙皮需要承受外部環(huán)境復雜的交變載荷作用，為此，蒙皮面板材料的質(zhì)量是保證安全運行的基礎。

隨著我國航空航天及軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展，高性能蒙皮面板材料的需求量不斷增加，同時對蒙皮面板材料性能的要求也越來越高。公開號為CN110923531A的中國專利公開了一種用于軌道車體蒙皮型材的6008鋁合金擠壓工藝，通過配料、熔鑄、均質(zhì)處理、擠壓成型的工藝改變了特定合金組分的鋁合金的強度、延展性、塑性等性能。但是，對合金的強化效果有限，合金綜合性能不足，不能作為蒙皮面板的成型材料。

同時，作為蒙皮面板的主要成型材料，現(xiàn)有的鋁合金薄板存在材料大多存在性能(主要是強度、韌性、延展性等)不足、離散性較大、性能穩(wěn)定性差等問題。

為此，急需開發(fā)一種強度高、塑性好、延展性好的鋁合金材料，并制作鋁合金精薄板材，以解決現(xiàn)有蒙皮面板的成型材料中存在的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有鋁合金薄板的缺陷和不足，本發(fā)明的提供了一種高強高韌鋁合金精薄板，通過微合金化、形變熱處理等多重手段提高鋁合金薄板綜合性能。

本發(fā)明還提供了上述高強高韌鋁合金精薄板的制備方法。

基于上述目的，本發(fā)明采取如下技術方案：

一種高強高韌鋁合金精薄板，所述高強高韌鋁合金精薄板采用鋁合金鑄錠制備得到，所述鋁合金鑄錠中各組分及其質(zhì)量百分比為：銅(Cu)：3.5～6.0％；鎂(Mg)：1.0～2.0％，錳(Mn)：0.3～1.0％，鋯(Zr)：0.05～0.2％，稀土(RE)：0.05～0.2％，其余為鋁(Al)和不可避免的雜質(zhì)元素；其中，稀土為鑭(La)、鈰(Ce)混合稀土，質(zhì)量比為La：Ce＝7：3；鋯與稀土的質(zhì)量比(Zr/RE)控制為0.2～1.0。

一種高強高韌鋁合金精薄板的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照合金中各組分的質(zhì)量百分比進行配料；將所配原料于750～850℃氬氣氣氛下熔煉，得到金屬液；

(2)將步驟(1)所得金屬液于720～750℃的氬氣氣氛下精煉10～20min，再于710～730℃靜置10-20min，得到澆鑄液，將澆鑄液澆鑄成型，得到鑄錠；將所得到鑄錠于氬氣氣氛下進行均勻化退火處理，得到經(jīng)均勻化處理的鑄錠；

(3)將步驟(2)所得經(jīng)均勻化處理的鑄錠去除表面氧化層后，進行熱軋、等溫軋制、冷軋，最終得到高強高韌鋁合金精薄板。