[發(fā)明專利]一種用于飛行器化銑零件的2024鋁合金薄板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210699652.3
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115110012B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷越;劉銘;伊琳娜;戴圣龍;邢清源;韓凱;李惠曲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057;C22C21/18
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 謝怡婷

本發(fā)明提供了一種用于制備飛行器化銑零件的2024鋁合金薄板的制備方法，該方法適用于制備厚度小于等于2.0mm的2024鋁合金薄板。相比于常規(guī)2024鋁合金薄板，本發(fā)明通過短時(shí)固溶、預(yù)拉伸，結(jié)合自然時(shí)效后的微變形和低溫加熱工藝大幅度降低了2024鋁合金薄板的內(nèi)應(yīng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于制備飛行器化銑零件的2024鋁合金薄板的制備方法。

背景技術(shù)

在飛行器的蒙皮、機(jī)身面板、薄壁曲面等精密結(jié)構(gòu)件制造中，化銑工藝可以作為一種減輕零件重量及加工成型的有效手段，該工藝是指薄板經(jīng)過化學(xué)溶液腐蝕預(yù)先確定的部分區(qū)域至目標(biāo)零件厚度，從而獲得所需的加工尺寸和加工工藝精度，實(shí)現(xiàn)了各鈑金部件的結(jié)構(gòu)交接和減重，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。化銑零件通常需要具有較高的裝配精度，而目前常用的2024鋁合金薄板由于材料內(nèi)應(yīng)力的影響，在化銑后由于局部變薄使應(yīng)力釋放不均勻，易出現(xiàn)零件變形量、翹曲量過大的情況，難以滿足裝配精度要求。嚴(yán)重時(shí)，化銑后的平板零件甚至卷成圓筒狀，造成無法裝配，因而化銑零件的成品率有待提升。

發(fā)明內(nèi)容

研究發(fā)現(xiàn)，目前工業(yè)生產(chǎn)中為了減低零件報(bào)廢率，通常通過調(diào)控化銑工藝以提高化銑零件的成品率，并沒有報(bào)道過從原材料上尋求解決問題的突破口。對于常規(guī)2024鋁合金薄板原材料，固溶后采用1.0％～3.0％的預(yù)拉伸變形可降低殘余應(yīng)力，但降低能力有限，尤其對于精密化銑零件的制造，僅預(yù)拉伸并不能完全滿足原材料化銑后的裝配需求。

為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于制備飛行器化銑零件的2024鋁合金薄板的制備方法，所述方法制備的2024鋁合金薄板具有化銑后變形量低、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可滿足精密化銑原材料的使用要求，從源頭上解決了現(xiàn)有2024鋁合金薄板化銑后翹曲大的技術(shù)難題，有效的提升了零件成品率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種2024鋁合金薄板的制備方法，所述方法包括如下步驟：

1)對2024鋁合金薄板進(jìn)行500℃保溫5min～10min的固溶處理后室溫水淬，淬火后進(jìn)行變形量為2.0％～3.0％的拉伸矯直，并自然時(shí)效96小時(shí)以上；

2)沿軋制方向?qū)?024鋁合金薄板進(jìn)行去內(nèi)應(yīng)力拉伸；

3)對拉伸后的2024鋁合金薄板進(jìn)行低溫加熱，加熱溫度為100℃～130℃，保溫時(shí)間為4h～16h。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述制備方法用于制備飛行器化銑零件的2024鋁合金薄板。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，步驟1)中，所述2024鋁合金的成分滿足Cu 4.0～4.6wt.％，Mg 1.2～1.8wt.％，Mn 0.4～0.8wt.％，Zn 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，F(xiàn)e≤0.10wt.％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，步驟1)中，所述2024鋁合金的成分滿足Cu 4.0～4.6wt.％(如4.1wt.％、4.2wt.％、4.3wt.％、4.4wt.％、4.5wt.％、4.6wt.％)，Mg 1.2～1.8wt.％(如1.2wt.％、1.3wt.％、1.4wt.％、1.5wt.％、1.6wt.％、1.7wt.％、1.8wt.％)，Mn0.4～0.8wt.％(如0.4wt.％、0.5wt.％、0.6wt.％、0.7wt.％、0.8wt.％)，Zn 0.1～0.2wt.％(如0.1wt.％、0.15wt.％、0.2wt.％)，Si≤0.10wt.％，F(xiàn)e≤0.10wt.％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，步驟1)中，所述2024鋁合金薄板是通過如下方法制備得到的：

(a)制備2024鑄錠，并將鑄錠依次進(jìn)行均勻化處理、對稱銑面、鋸切的操作，制成板坯；