一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法

文档序号:3340640阅读:302来源:国知局
专利名称:一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种焊丝线材的制备方法。
背景技术
目前,我国航天用产品需要一种焊接性能好的焊丝线材;要求此种合金线材具有优良的焊接性能,但现有合金和工艺无法满足此种要求。现有航天用铝合金焊丝线材主要通过以下方法制备制备铝合金溶液一铸造铸锭—铸锭均火一铸锭挤压一毛料退火一拉伸一成品交货,但现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低,无法满足用户使用要求。

发明内容
本发明是要解决现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低的问题,而提供一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法。一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的一、熔炼按Mg的质量分数为O. 00019Γ0. 015%、Cr的质量分数为O. 007% 0· 08%、Si的质量分数为O. 00019Γ0. 06%、Fe的质量分数为0. 0001°/Γ0. 12%、Cu的质量分数为6. 09Γ6. 5%、Zn的质量分数为0. ΟΟΟΡ/ΓΟ. 03%、Mn的质量分数为0. 20% 0. 35%、Ti的质量分数为0. 109Γ0. 15%, Zr的质量分数为0. 10% 0. 15%,V的质量分数为0. 05% 0. 10%、Be的质量分数为0 . 00 0 29Γ0. 0007%、余量为Al称取镁含量低于0. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750°C 800°C条件下熔炼4h 5h,得到铝合金熔液;二、铸造将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730 °C 750 °C、铸造速度为130mm/min 145mm/min、冷却水强度为0. 07MPa 0. lOMPa、冷却水温度为10°C 30°C的条件下铸造成直径为170mnTl74mm的铸锭;三、均火将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mnT505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mnTl64_的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510°C 530°C,保温时间为24h 25h,得到铝合金铸锭;四、挤压将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320°C 450°C,保温ltT2h,再放入挤压机中,在压力为624MPa 863MPa、温度为380°C 450°C条件下进行挤压,制得线材毛料;五、拉伸将步骤四制得的线材毛料在温度为360°C 420°C条件下保温lhlh,再以低于30°C /h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为IOmnTlO. 5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360°C 420°C,保温时间为lh 2h,再以低于30°C/h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5. 0mnT5. Imm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。本发明的有益效果是本发明方法是通过在铝中添加Zn、Cr、Ti、Zr、V、Be、Mn微量元素,同时严格控制Mg、Si、Fe杂质元素的含量,而制备的一种航天用铝合金焊丝线材,并通过严格控制合金中各元素的百分比,双级过滤,除气除渣等措施,使铝合金的焊接性增强。本发明用于制备航天用铝合金焊丝线材。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式
,还包括各具体实施方式
之间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按
照以下步骤进行的一、熔炼按Mg的质量分数为O. 00019Γ0. 015%、Cr的质量分数为O. 007% 0· 08%、Si的质量分数为O. 00019Γ0. 06%、Fe的质量分数为0. 0001°/Γ0. 12%、Cu的质量分数为6. 09Γ6. 5%、Zn的质量分数为0. ΟΟΟΡ/ΓΟ. 03%、Mn的质量分数为0. 20% 0. 35%、Ti的质量分数为0. 109Γ0. 15%, Zr的质量分数为0. 10% 0. 15%,V的质量分数为0. 05% 0. 10%、Be的质量分数为0 . 00 0 29Γ0. 0007%、余量为Al称取镁含量低于0. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750°C 800°C条件下熔炼4h 5h,得到铝合金熔液;二、铸造将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730 °C 750 °C、铸造速度为130mm/min 145mm/min、冷却水强度为0. 07MPa 0. lOMPa、冷却水温度为10°C 30°C的条件下铸造成直径为170mm 174mm的铸锭;三、均火将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mnT505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mnTl64_的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510°C 530°C,保温时间为24h 25h,得到铝合金铸锭;四、挤压将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320°C 450°C,保温ltT2h,再放入挤压机中,在压力为624MPa 863MPa、温度为380°C 450°C条件下进行挤压,制得线材毛料;五、拉伸将步骤四制得的线材毛料在温度为360°C 420°C条件下保温lhlh,再以低于30°C /h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为IOmnTlO. 5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360°C 420°C,保温时间为ltT2h,再以低于30°C/h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5.0mnT5. Imm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是,步骤一中按Mg的质量分数为0. 019Γ0. 014%,Cr的质量分数为0. 008% 0. 079%,Si的质量分数为0. 01% 0. 05%,Fe的质量分数为0. 019Γ0. 11%、Cu的质量分数为6. 19Γ6. 4%、Ζη的质量分数为0. ΟΡ/ΓΟ. 02%、Μη的质量分数为0. 219ΓΟ. 34%,Ti的质量分数为0. 119Γ0. 14%、Zr的质量分数为0. 11°/Γθ. 14%、V的质量分数为O. 069Γ0. 09%、Be的质量分数为O. 00039Π). 0006%、余量为Al称取镁含量低于O. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一至二之一不同的是,步骤一中在温度为770V 780°C条件下熔炼4. 2h 4. 8h。其它与具体实施方式
一至二之一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是,步骤二中铝合金溶液在温度为740°C 748 °C、铸造速度为140mm/mirTl43mm/min、冷却水强度为O. 08MPa O. 09MPa、冷却水温度为15°C 25°C的条件下铸造成直径为173mm的铸锭。其它步骤及参数与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是,步骤三中的退火温度为515°C飞25°C,保温时间为24h。其它与具体实施方式
一至四之一相同。 具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是,步骤四中在电阻加热炉中加热至330°C 390°C,保温I. 2tTl. 8h。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是,步骤四中在压力为640MPa 850MPa、温度为410°C 430°C条件下进行挤压。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是,步骤五中线材毛料在温度为380°C 400°C条件下保温I. 5h。其它与具体实施方式
一至七之一相同。采用以下实施例验证本发明的有益效果实施例一本实施例一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的一、熔炼按Mg的质量分数为O. 01%、Cr的质量分数为O. 042%、Si的质量分数为O. 06%、Fe的质量分数为O. 08%、Cu的质量分数为6. 1%、Zn的质量分数为O. 03%、Mn的质量分数为O. 32%,Ti的质量分数为O. 15%,Zr的质量分数为O. 13%、V的质量分数为O. 077%,Be的质量分数为O. 00035%、余量为Al称取镁含量低于O. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为770°C条件下熔炼4. 5h,得到铝合金熔液;二、铸造将步骤一得到的铝合金溶液在温度为740°C、铸造速度为140mm/min、冷却水强度为O. 08MPa、冷却水温度为25°C的条件下铸造成直径为173mm的铸锭;三、均火将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为502mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为163mm的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为525°C,保温时间为24h,得到铝合金铸锭;四、挤压将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至390°C,保温lh,再放入挤压机中,在压力为830MPa、温度为410°C条件下进行挤压,制得线材毛料;五、拉伸将步骤四制得的线材毛料在温度为400°C条件下保温I. 5h,再以低于300C /h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为IOmm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为400°C,保温时间为1.5h,再以低于30°C /h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5. 06mm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。本实施例步骤一中的煤气反射炉,步骤三中的电阻反射炉均为市售设备,步骤四中的设备为2000吨挤压机。本实施例是通过在铝中添加Zn、Cr、Ti、Zr、V、Be、Mn微量元素,同时严格控制Mg、Si、Fe杂质元素的含量,而制备的一种航天用铝合金焊丝线材,并通过严格控制合金中各元 素的百分比,双级过滤,除气除渣等措施,使铝合金的焊接性增强;而现有用于铝合金焊丝材料,其焊接性能无法满足新型号的焊接要求,本发明的航天铝合金焊丝材料相比于现有LY19铝合金材料,焊接性能有明显提高,能满足航天焊丝材料的苛刻要求。
权利要求
1.ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的 一、熔炼按Mg的质量分数为O. OOOP/Γο. 015%、Cr的质量分数为O. 0079Π). 08%、Si的质量分数为O. 00019Γ0. 06%、Fe的质量分数为0. 0001°/Γ0. 12%、Cu的质量分数为.6.09Γ6. 5%、Zn的质量分数为0. ΟΟΟΡ/ΓΟ. 03%、Mn的质量分数为0. 20% 0. 35%、Ti的质量分数为0. 109Γ0. 15%, Zr的质量分数为0. 10% 0. 15%,V的质量分数为0. 05% 0. 10%、Be的质量分数为0 . 00 0 29Γ0. 0007%、余量为Al称取镁含量低于0. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750°C 800°C条件下熔炼4h 5h,得到铝合金熔液; ニ、铸造将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730°C 750°C、铸造速度为130mm/min 145mm/min、冷却水强度为0. 07MPa 0. lOMPa、冷却水温度为10°C 30°C的条件下铸造成直径为170mnTl74_的铸锭; 三、均火将步骤ニ得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mnT505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mnTl64_的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510°C 530°C,保温时间为24h 25h,得到铝合金铸锭; 四、挤压将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320°C 450°C,保温lh 2h,再放入挤压机中,在压カ为624MPa 863MPa、温度为380°C 450°C条件下进行挤压,制得线材毛料; 五、拉伸将步骤四制得的线材毛料在温度为360°C 420°C条件下保温ltT2h,再以低于30°C/h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为IOmnTlO. 5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360°C 420°C,保温时间为ltT2h,再以低于30°C /h的降温速度冷却至270°C以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5. 0mnT5. Imm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。
2.根据权利要求I所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤一中按Mg的质量分数为0. 019Γ0. 014%、Cr的质量分数为0. 0089Π). 079%、Si的质量分数为.0.01% 0. 05%、Fe的质量分数为0. 01% 0. 11%、Cu的质量分数为6. 1% 6. 4%、Zn的质量分数为0. 01% 0· 02%, Mn的质量分数为0. 21% 0· 34%、Ti的质量分数为0. 11% 0· 14%、Zr的质量分数为0. 119Γ0. 14%、V的质量分数为0. 069Γ0. 09%,Be的质量分数为0. 0003% 0. 0006%、余量为Al称取镁含量低于0. 015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭。
3.根据权利要求2所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤一中在温度为77(T780°C条件下熔炼4. 2h 4. 8h。
4.根据权利要求3所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤ニ中铝合金溶液在温度为740°C 748°C、铸造速度为140mm/mirTl43mm/min、冷却水强度为.0.08MPa 0. 09MPa、冷却水温度为15°C 25°C的条件下铸造成直径为173mm的铸锭。
5.根据权利要求4所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤三中的退火温度为515°C 525°C,保温时间为24h。
6.根据权利要求5所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤四中在电阻加热炉中加热至330°C 390°C,保温I. 2tTl. 8h。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
7.根据权利要求6所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤四中在压カ为630MPa 860MPa、温度为410°C 430°C条件下进行挤压。
8.根据权利要求7所述ー种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤五中线材毛料在温度为380°C 400°C条件下保温I. 5h。
全文摘要
一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,本发明涉及一种焊丝线材的制备方法。本发明是要解决现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低的问题。方法一、熔炼;二、铸造;三、均火;四、挤压;五、拉伸。本发明方法是通过在铝中添加Zn、Cr、Ti、Zr、V、Be、Mn微量元素,同时严格控制Mg、Si、Fe杂质元素的含量,而制备的一种航天用铝合金焊丝线材,并通过严格控制合金中各元素的百分比,双级过滤,除气除渣等措施,使铝合金的焊接性增强。本发明用于制备航天用铝合金焊丝线材。
文档编号C21D8/06GK102839306SQ20121034422
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者刘记伟, 罗建华, 张燕飞, 刚建伟, 高新宇, 李娟 申请人:东北轻合金有限责任公司
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