专利名称：超高强铝合金材料及用于制备分离机内筒的管坯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超高强铝合金材料及利用该材料制备分离机内筒的管坯的制备 方法，属于材料加工技术领域。
背景技术：
超高强铝合金是国家航空、航天以及军事领域的重要材料，在国家未来的军事、政 治和经济中将具有重要的战略地位。随着宇航工业的飞速发展，对高性能铝合金构件及其 成形技术提出了越来越高的要求。喷射成形技术作为先进的金属热成型方法，将熔体的雾 化和凝固合二为一，可大幅度改善材料及其构件的使用性能和成形加工性能。第一代分离 机转速6000转以下，已经远不能满足需要，第二代分离机的转速要求IOOOOrpm以上，线速 度超过600m · s—1，对强度特别是屈服强度的要求特别高，即σ Q 2彡680Mpa,同时δ彡4% 以上，目前急需Qb > 760Mpa的高合金化元素的超高强铝合金构件及其成形技术。采用常 规铝合金成形工艺已完全不能满足需要。
发明内容
本发明为了解决现有的铝合金材料的抗拉强度较低(抗拉强度％无法达到 760Mpa以上)、以及用现有的铝合金材料制备出的分离机内筒无法满足分离机以8000 IOOOOrpm转速长时间工作的要求，进而提供了一种超高强铝合金材料及用于制备分离机内 筒的管坯的制备方法。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明所述超高强铝合金材料为Al-Zn-Mg-Cu系合金材料，按质量百分比计，该 合金的化学成分为 Zn 10. 5 13. Owt %，Mg 2. 3 3. 2wt%，Cu 1. 2 1. 8wt%，Μη 0. 2 0. 3wt%, Cr 0· 2 0. 3wt%, Zr 0· 1 0. 2wt%, Sc 0· 1 0. 2wt%, Fe < 0. 05wt%, Si < 0. 05wt%，其余为 Al。本发明基于上述材料的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法按照以下步骤实 现的步骤一、合金溶配并浇铸成合金锭按权利要求1所述的合金成分，进行合金溶 配，并浇铸成合金锭，具体过程如下步骤一(一)、选择熔配合金的原材料分别为工业纯Al(99.7% )、工业纯 Zn(99. 7% )、工业纯Mg(99. 7% )、电解铜(99.97% )、分析纯锰(99.97% )、分析纯铬 (99. 97% )、分析纯锆(99. 97% )和分析纯钪(99. 97% )；步骤一(二)、锰、铬、锆、钪在熔配之前，首先分别制成A1-10 % Mn中间合金、 A1-10 % Cr中间合金、A1-10 % Zr中间合金、A1-10 % Sc中间合金；步骤一(三)、配料时考虑合金在熔配和喷射成形过程中Zn和Mg元素烧损和挥 发，在熔配时，考虑Zn和Mg的总烧损为10%;喷射成形时，熔化的过热度较大，烧损和挥发也较严重，考虑Zn和Mg的总烧损为5 10% ；所以在熔配和喷射成形过程中，考虑的Zn与 Mg的总烧损量为15 20% ；步骤一(四)、完成上述步骤后，合金熔配采用反射炉熔炼，并采用水冷定向结晶 器浇铸成锭，以保证铸锭间成分的均勻性；结晶得到的长锭，去除两端后成份分布均勻的部 分，切割成200mm的合金锭，以备喷射成形使用；步骤二、在惰性气体保护的条件下，对上述合金锭进行熔化、浇铸转移、雾化喷射、 沉积成形，制备出Φ 200 250mm的快速凝固坯锭，具体过程如下步骤二( 一 )、将喷射成形装置抽真空，并充入0. 5atm的惰性气体进行保护，在具 有一定真空的惰性气体保护气氛下进行母合金熔化；步骤二( 二)、合金熔化后，升温到770 790°C，然后进行合金液的转移，即将合 金液浇铸到具有合适温度的保温坩埚内，并开始雾化喷射沉积；合金转移时坩埚翻转速度 为3 5度/秒；所述具有合适温度的保温坩埚是指保温坩埚预热到720 750°C，并保温 10 20分钟；步骤二(三)、金属液转移时先经过过滤网系统进行过滤；步骤二(四)、合金液经过坩埚的导液管进入雾化器的气体流场，被高速气体雾化 成细小雾滴，并被高速气体喷吹而出，射向沉积器；最终得到快速凝固坯锭；步骤三、进行等温锻造预成形，具体过程为将快速凝固坯锭(沉积坯锭)以10°C /min的加热速率加热至400 420°C并保 温6小时，然后进行变形量为50% 60%的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；最后利用模 具等温锻成Φ外272，Φ 131的环坯，锻造速度为lmm/s以下；步骤四、采用挤压模具进行热挤压成形将得到环坯进行热挤压制得预成形管 坯；步骤五、对步骤四得到的预成形管坯进行双级固溶和时效处理，制备出可用于制 备分离机内筒的管坯上述双级固溶制度为(465°C 475°C ) Xlh+(480°C 490°C ) X Ih+淬火；淬火 转移时间(由炉腔到水内的时间)应不大于15秒，淬火水温在25 35°C之间；上述时效处理是指采用单级时效(110°C 120°C) X (14 17) h，峰时效在16 17小时；或采用双级时效(110°C 120°C ) X (10 16)h+(150 160°C ) X (4 6)h，均 可得到抗拉强度超过760MPa的管坯。本发明的技术要点本发明的关键因素有，合金成份保证、喷射成形过程控制、变 形过程的完整性和尺寸保障、热处理过程性能保障，具体为合金成份保证体现在如何考虑熔配、喷射等过程合金元素的烧损情况，理想的成 份是指喷射成形一体化后得到的挤压管的成份。既要考虑各阶段的烧损量，又要控制各阶 段烧损的稳定性，保证烧损结果与预计结果一致；喷射成形过程控制主要控制坯锭的形状和冶金质量，充分体现喷射成形快速凝固 特征优势。雾化器结构、沉积方式、各类工艺参数匹配等是实现喷射成形过程控制的关键；变形过程的等温锻预变形过程控制是保证管材顺利挤压成形的重要前提。坯锭的 等温锻预变形可以起到预致密化，预成形，打碎一些脆性织构相等作用，提高材料的变形能 力，同时保证快速凝固组织不恶化。等温自由锻的锻造速度、变形量、变形温度等必需严格
5控制。管材挤压成形的速度和温度的控制也十分重要，这是管坯尺寸和冶金质量保证的必 要手段；双级固溶热处理制度是管坯性能保障的重要方法，固溶处理时各级的温度和保温 时间，淬火转移时间，淬火介质成份及温度是控制的主要参数。喷射成形材料峰时效时间比 不同材料短，严格控制时效时间，不要产生过时效。本发明的有益效果是利用本发明所述合金材料制备出的超高强铝合金管坯的Zn的含量超过10%，而 且质地均勻、组织细小，热处理后管坯的抗拉强度760MPa以上(抗拉强度超过SOOMPa)，延 伸率仍大于6%，可以使离心转速由6000rpm提高到lOOOOrpm，分离纯度提高30%，利用本 发明所述合金材料制备出的超高强铝合金管坯完全适于制备离心分离机内筒，以满足分离 机以8000 IOOOOrpm转速长时间工作的要求(而现有材料的抗拉强度仅为650MPa)。用本发明方法制备出的超高强铝合金管坯通过多种塑性变形方法可形成高致密 化、管壁小于5mm、长度大于500mm的超高强铝合金管材；并采用特殊的多极热处理技术，保 证合金成分，同时控制管的变形和应力开裂等。目前采用铸锭冶金+锻造+挤压方法制备的XXX分离机内筒，其Zn含量最高为 8. 9wt%，Zn+Mg最高为11.9wt%。而本发明提供的合金成分，Zn可以达到llwt%，Zn+Mg最 高达到13. 7wt%以上，采用传统工艺无法实现材料制备与管件成形，只能采用喷射成形一 体化技术完成材料的制备与成形。本发明提供的喷射成形超高强铝合金材料组织细小，成 份均勻，经过合理致密化和热处理后，材料主要的力学性能可以达到σ b = 750 850MPa， σ 0 2 = 700 780MPa，δ = 5 15%，Ε > 70GPa。( 二代分离机内筒的力学性能要求为 σ 0 2 > 700MPa, δ > 5%, E > 70GPa。)
图1为本发明的保温坩埚测温位置与导液管结构示意图(图中1_热电偶、2-BN 陶瓷导液管、3-雾化器、4-保护气体进入管、5-BN陶瓷导液管的保护套、6-石墨垫、7-钢底 座、8-石墨堵、9-石墨坩锅)；图2为用本发明方法的喷射沉积后得到的快速凝固坯锭照 片；图3为本发明经挤压形成后得到的预成形管坯照片；图4为是图2的坯锭的SEM图；图 5为是图3的预成形管坯的SEM图。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式所述的超高强铝合金材料为Al-Zn-Mg-Cu系合金 材料，按质量百分比计，该合金的化学成分为Zn 10. 5 13. Owt %，Mg 2. 3 3. 2wt%， Cu 1. 2 1. 8wt%, Mn 0. 2 0. 3wt%, Cr 0. 2 0. 3wt%, Zr 0. 1 0. 2wt%, Sc 0. 1 0. 2wt%, Fe < 0. 05wt%, Si < 0. 05wt%，其余为 Al。
具体实施方式
二 本实施方式所述的超高强铝合金材料中，Zn的含量为llwt%。 其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式所述的超高强铝合金材料中，Zn和Mg含量总和为 13.7wt%。其它与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四参见图1 5所示，本实施方式所述的基于具体实施方式
一所述超高强铝合金材料的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法的具体过程为(1)、按合金成分，进行合金溶配，并浇铸成合金锭。合金成分按质量百分比计，Zn 10. 5 13. Owt %, Mg 2. 3 3. 2wt%, Cu 1. 2 1. 8wt%, Mn 0. 2 0. 3wt%, Cr 0. 2 0. 3wt%, Zr 0. 1 0. 2wt%, Sc 0. 1 0. 2wt%, Fe < 0. 05wt%, Si < 0. 05wt%，其余为 Al ；按合金成分，加烧损量，进行母合金熔配；熔配合金的原材料分别为工业纯Al (99.7% )，工业纯Zn (99. 7 % )，工业纯 Mg (99. 7% 电解铜(99. 97% ),分析纯锰(99. 97 % ),分析纯铬(99. 97 % ),分析纯锆 (99. 97% )和分析纯钪(99. 97% )，如此选择，可保证原料的纯度是为了确保Fe和Si等杂 质元素含量小于0. 05% ；锰、铬、锆、钪在熔配之前，首先分别制成A1-10 % Mn、A1-10 % Cr、A1-10 % Zr、 Al-10% Sc中间合金，制备中间合金时采用真空感应熔炼炉，镁砂坩埚，锰、铬、锆或钪与高 纯Al —同放入坩埚，抽真空后充0. 5atm的氮气保护熔炼，熔炼温度1100 1500°C，熔融态 保温15分钟，保证锰、铬、锆或钪完全溶解到铝液中，浇铸到金属型内成小锭，并对小锭进 行化学分析；配料时要考虑合金在熔配和喷射成形过程的元素烧损和挥发，特别是Zn和Mg要 重重点考虑，Zn、Mg元素很活泼，易烧损，在熔配时，一般考虑烧损为10%左右；喷射成形 时，熔化的过热度较大，烧损和挥发也较严重，一般考虑为5 10% ；所以熔配时考虑的Zn 与Mg的总烧损量为15 % 20 %，其他可以不加烧损量，如要得到Al-12Zn-2. 3Mg_l. 5 % Cu-0. 2Mn-0. 2Cr喷射成形合金管，在配料时，需按Al-13. 2Zn_2. 7Mg_l. 5 % Cu-0. 2Mn-0. 2Cr成分比例计算； 合金熔配采用反射炉熔炼，没有铁坩埚，保证铁含量低，采用水冷定向结晶器浇铸 成锭，保证铸锭间成分的均勻性；结晶得到的长锭，去除两端后成份分布均勻的部分，切割 成200mm的小锭，以备喷射成形使用；(2)、在惰性气体保护的条件下，对上述合金锭进行熔化、浇铸转移、雾化喷射、沉 积成形，制备出Φ 200 250mm的快速凝固坯锭；进行喷射成形装置抽真空，并充入0. 5atm的惰性气体进行保护(所述惰性气体可 选择氩气)，在具有一定真空的惰性气体保护气氛下进行母合金熔化；一定的真空可以确 保合金内部的气体排除，惰性气体保护可防止合金元素氧化、烧损、形成氧化夹杂；熔化采 用镁砂坩埚，感应熔炼。速度快，具有电磁搅拌，污染少，成份温度均勻；合金熔化后，升温到770 790°C，然后进行合金液的转移，即将合金液浇铸到具 有合适温度的保温坩埚内，并开始雾化喷射沉积；合金转移时坩埚翻转速度为3 5度/ 秒，翻转速度太慢容易出现断流，导液管发生断流时，容易堵塞；翻转速度太快，金属液容易 飞溅，损伤到设备其他部件；金属液转移时经过过滤网系统，过滤网为3X3mm 5X5mm孔隙的A3钢网3层， 起到过滤氧化皮的作用，防止氧化皮堵塞导液管；保温坩埚预热到720 750°C，为了确保温度均勻，同时导液管处有足够的温度， 保温坩埚到温后应保温10 20分钟；导液管为金属从坩埚流出的小细管，金属流出经过导液管进入雾化器的气体流 场，被高速气体雾化成细小雾滴，并被高速气体喷吹而出，射向沉积器；导液管为BN陶瓷管，内径在2. 5 4. 5mm，根据熔炼温度等进行选择；金属雾滴被雾化后喷射而出，在气体流场内飞行，受到气体的强制对流冷却作用， 得到很大的冷却速度，一般在103°C/s以上；在雾滴飞行的前方，距离在250 500mm处，放 置盘型沉积器，并进行旋转和下移运动；距离根据雾化效果确定，保证金属雾滴冷却到半固 态状态；半固态金属雾滴飞行过程中遇到设置的沉积器，将沉积粘接到沉积器表面，不断地 沉积粘接，便可得到大块的沉积坯锭。雾滴经历飞行冷却和沉积冲击变形过程，使得沉积坯 锭具有快速凝固组织特征，细小的等轴晶粒；为了得到好的形状和冶金质量，制备坯锭沉积的雾化、喷射沉积过程工艺参数必 须配合良好，优化的工艺参数为熔炼温度770°C ；保温温度750°C ；雾化压力1. 2Mpa(从 图1中保护气体进入管4内的气体进入时的压力)；导液管2的直径3. 2mm ；喷射距离 370mm ；偏心距85mm ；喷射角度35度；摆动角度5度；沉积器转速60rpm ；沉积器移动速 度0. 3lmm/s ；喷射 40kg 铝合金，得到的坯锭 Φ230ι πιΧ230 250mm，25 28kg。(3)、进行等温锻造预成形喷射成形得到的坯锭表面较粗糙，形状也不是十分规 整，需要进行扒皮和机加规整处理。扒皮和规整的原则是，表面没有明显的缺陷，防止再等 温锻造过程中，放生应力集中而开裂；沉积坯锭加热速率为10°C /min，400 420°C保温6小时，然后进行变形量在50% 左右(或50% 60%)的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；最后利用模具等温锻成 272，Φ 131的环坯，锻造速度lmm/s以下；等温锻坯加热速率为10°C /min,400 425°C保温6小时，然后进行挤压成形，冲 头移动速度为0.2 0.3mm/s。挤压模具挤压角为75度，挤压比为20 1。(4)、采用挤压模具进行热挤压成形将得到环坯进行热挤压制得预成形管坯；(5)、对上述预成形管坯进行双级固溶和时效处理，制备出可用于制备分离机内筒 的管坯本发明的双级固溶制度为(465°C 475°C ) Xlh+(480°C 490°C ) X Ih+淬火； 经过双级固溶，喷射成形过程和锻造及挤压过程所析出的相可以叫充分地回溶。固溶结束 后须将高温管迅速至于水中淬火，淬火转移时间(由炉腔到水内的时间)应不大于15秒， 淬火水温在25 35°C之间。淬火时，管应立着插入水中，防止管淬火变形和淬裂。本发明时效可以采用不同时效制度单级时效(110°C 120°C ) X14 17h，峰 时效在16小时左右(或16小时 17小时)，或可采用双级时效(110°C 120°C ) X 10 16h+(150 160°C ) X4 6h，得到合金的抗拉强度均超过760MPa。实施例实例1 :Α1-10· 21Zn-2. 76Mg_l. 4Cu_0. 2Μη_0· 2Cr_0. 15Zr 合金(实测管坯成份)喷射成形工艺参数熔炼温度770°C ；保温温度750°C ；雾化压力1. 2MPa ；导液 管直径3. 2mm ；喷射距离370mm ；偏心距85mm ；喷射角度35度；摆动角度5度；沉积器 转速60rpm ；沉积器移动速度0. 3lmm/s0喷射40kg铝合金，得到的坯锭Φ 230mmX 230mm， 24kg。致密化和挤压工艺沉积坯锭加热速率为10°C /min,始锻温420°C保温6小时，终 锻温高于380°C，然后进行变形量在50%左右的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；利用模具 等温锻成Φ外272，Φ 131的环坯，锻造速度lmm/s以下。等温锻坯加热速率为10°C/min，425°C保温6小时，然后进行挤压成形，冲头移动速度为0. 2mm/s。挤压模具挤压角为75度， 挤压比为20 1。热处理工艺双级固溶制度为470°C Xlh+485°C X Ih+淬火(水)；单级时效 120°C时效在14小时。性能σb = 786MPa, σ 0 2 = 776MPa, δ = 6· 7%。实例2 :Α1-10. 9Ζη-2· 58Mg_l. 4Cu_0. 2Μη_0· 2Cr_0. 15Zr 合金(实测管坯成份)喷射成形工艺参数熔炼温度770°C ；保温温度750°C ；雾化压力1. 2MPa ；导液 管直径3. 2mm ；喷射距离370mm ；偏心距85mm ；喷射角度35度；摆动角度5度；沉积器 转速60rpm ；沉积器移动速度0. 31mm/s。喷射40kg铝合金，得到的坯锭Φ 230mmX 240mm， 26kg。致密化和挤压工艺沉积坯锭加热速率为10°C /min,始锻温420°C保温6小时，终 锻温高于380°C，然后进行变形量在50%左右的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；利用模具 等温锻成Φ外272，Φ 131的环坯，锻造速度lmm/s以下。等温锻坯加热速率为10°C/min， 423°C保温6小时，然后进行挤压成形，冲头移动速度为0. 2mm/s。挤压模具挤压角为75度， 挤压比为20 1。热处理工艺双级固溶制度为470°C Xlh+485°C X Ih+淬火(水)；单级时效 120°C时效在16小时。性能σb = 809MPa, σ 0 2 = 784MPa, δ = 4· 7%。实例3 :Α1-10. 2Ζη-2· 67Mg_l. 7Cu_0. 2Zr-0. ISc 合金(实测管坯成份)喷射成形工艺参数熔炼温度770°C ；保温温度750°C ；雾化压力1. 2MPa ；导液 管直径3. 2mm ；喷射距离370mm ；偏心距85mm ；喷射角度35度；摆动角度5度；沉积器 转速60rpm ；沉积器移动速度0. 3lmm/s0喷射40kg铝合金，得到的坯锭Φ 230mmX 250mm， 28kg。致密化和挤压工艺沉积坯锭加热速率为10°C /min,始锻温420°C保温6小时，终 锻温高于380°C，然后进行变形量在50%左右的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；利用模具 等温锻成Φ外272，Φ 131的环坯，锻造速度lmm/s以下。等温锻坯加热速率为10°C/min， 425°C保温6小时，然后进行挤压成形，冲头移动速度为0. 2-0. 3mm/s。挤压模具挤压角为 75度，挤压比为20 1。热处理工艺双级固溶制度为465°C Xlh+480°C X Ih+淬火(水)；单级时效 120°C时效在16小时。性能σb = 769MPa, σ 0 2 = 729MPa, δ = 13. 4%。
权利要求
1.一种超高强铝合金材料，其特征在于所述超高强铝合金材料为Al-Zn-Mg-Cu系合 金材料，按质量百分比计，该合金的化学成分为Zn 10. 5 13. 0wt%, Mg 2. 3 3. 2wt%, Cu 1. 2 1. 8wt%, Mn 0. 2 0. 3wt%, Cr 0. 2 0. 3wt%, Zr 0. 1 0. 2wt%, Sc 0. 1 0. 2wt%, Fe < 0. 05wt%, Si < 0. 05wt%，其余为 Al。
2.根据权利要求1所述的超高强铝合金材料，其特征在于Zn的含量为llwt%。
3.根据权利要求2所述的超高强铝合金材料，其特征在于Zn和Mg含量总和为 13. 7wt%。
4.一种基于权利要求1所述材料的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在 于，所述方法是按照以下步骤实现的步骤一、合金溶配并浇铸成合金锭按权利要求1所述的合金成分，进行合金溶配，并 浇铸成合金锭，具体过程如下步骤一(一)、选择熔配合金的原材料分别为工业纯Al(99.7 % )、工业纯 Zn(99. 7% )、工业纯Mg(99. 7% )、电解铜(99.97 % )、分析纯锰(99.97% )、分析纯铬 (99. 97% )、分析纯锆(99. 97% )和分析纯钪(99. 97% )；步骤一(二)、锰、铬、锆、钪在熔配之前，首先分别制成Al-10% Mn中间合金、Al-10% Cr中间合金、Al-10% Zr中间合金、Al_10% Sc中间合金；步骤一(三)、配料时考虑合金在熔配和喷射成形过程中Zn和Mg元素烧损和挥发，在 熔配时，考虑Zn和Mg的总烧损为10% ；喷射成形时，熔化的过热度较大，烧损和挥发也较 严重，考虑Zn和Mg的总烧损为5 10% ；所以在熔配和喷射成形过程中，考虑的Zn与Mg 的总烧损量为15 20% ；步骤一(四)、完成上述步骤后，合金熔配采用反射炉熔炼，并采用水冷定向结晶器浇 铸成锭，以保证铸锭间成分的均勻性；结晶得到的长锭，去除两端后成份分布均勻的部分， 切割成200mm的合金锭，以备喷射成形使用；步骤二、在惰性气体保护的条件下，对上述合金锭进行熔化、浇铸转移、雾化喷射、沉积 成形，制备出小200 250mm的快速凝固坯锭，具体过程如下步骤二( 一 )、将喷射成形装置抽真空，并充入0. 5atm的惰性气体进行保护，在具有一 定真空的惰性气体保护气氛下进行母合金熔化；步骤二( 二)、合金熔化后，升温到770 790°C，然后进行合金液的转移，即将合金 液浇铸到具有合适温度的保温坩埚内，并开始雾化喷射沉积；合金转移时坩埚翻转速度为 3 5度/秒；所述具有合适温度的保温坩埚是指保温坩埚预热到720 750°C，并保温 10 20分钟；步骤二(三)、金属液转移时先经过过滤网系统进行过滤；步骤二(四)、合金液经过坩埚的导液管进入雾化器的气体流场，被高速气体雾化成细 小雾滴，并被高速气体喷吹而出，射向沉积器；最终得到快速凝固坯锭； 步骤三、进行等温锻造预成形，具体过程为将快速凝固坯锭以10°c /min的加热速率加热至400 420°C并保温6小时，然后进行 变形量为50% 60%的等温自由锻，墩粗3次，拔长3次；最后利用模具等温锻成 #272， 小内131的环坯，锻造速度为lmm/s以下；步骤四、采用挤压模具进行热挤压成形将得到环坯进行热挤压制得预成形管坯；步骤五、对步骤四得到的预成形管坯进行双级固溶和时效处理，制备出可用于制备分 离机内筒的管坯上述双级固溶制度为(465°C 475°C ) X lh+(480°C 490°C ) X lh+淬火；淬火转移 时间应不大于15秒，淬火水温在25 35°C之间；上述时效处理是指采用单级时效(110°C 120°C ) X (14 17)h，峰时效在16 17 小时；或采用双级时效(110°C 120°C ) X (10 16)h+(150 160°C ) X (4 6)h，均可 得到抗拉强度超过760MPa的管坯。
5.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于步骤 二(三)中，采用三层过滤网进行过滤，所述过滤网是孔隙为3X 3mm 5X 5mm的A3钢网。
6.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于步骤 二中的具体工艺参数为熔炼温度770°C ；保温温度750°C ；雾化压力1. 2MPa ；导液管直 径3. 2mm ；喷射距离370mm ；偏心距85mm ；喷射角度35度；摆动角度5度；沉积器转速 60rpm ；沉积器移动速度0. 31mm/s。
7.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于在步 骤三中，等温锻坯加热速率为10°C/min，400 425°C保温6小时，然后进行挤压成形，冲头 移动速度为0. 2 0. 3mm/So
8.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于在步 骤四中，控制挤压模具挤压角为75度，挤压比为20 1。
9.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于在步 骤二中，所述惰性气体为氩气。
10.根据权利要求4所述的用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，其特征在于在步 骤二(二)中，将保温坩埚预热到730°C，并保温15分钟。
全文摘要
超高强铝合金材料及用于制备分离机内筒的管坯的制备方法，属于材料加工技术领域，解决了现有的铝合金材料的抗拉强度较低以及用现有的铝合金材料制备出的分离机内筒无法满足分离机以高转速长时间工作的要求。技术要点合金成分为Zn 10.5～13.0wt％，Mg 2.3～3.2wt％，Cu 1.2～1.8wt％，Mn 0.2～0.3wt％，Cr 0.2～0.3wt％，Zr 0.1～0.2wt％，Sc 0.1～0.2wt％，Fe＜0.05wt％，Si＜0.05wt％，其余为Al。所述管坯的制备方法包括以下步骤合金溶配并浇铸成合金锭；对合金锭进行熔化、浇铸转移、雾化喷射、沉积成形，制备出快速凝固坯锭；进行等温锻造预成形；采用挤压模具进行热挤压成形；对预成形管坯进行双级固溶和时效处理进而制备出可用于制备分离机内筒的管坯。本发明适于制备以8000～10000rpm转速长时间工作的离心分离机内筒。
文档编号C22F1/053GK102002615SQ201010514438
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者孙剑飞, 宁志良, 曹福洋, 贾延东, 赵文军, 郭舒 申请人:哈尔滨工业大学