一种飞机油箱用铝合金型材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种飞机油箱用铝合金型材及其制备方法，属于铝合金材料领域。
【背景技术】
[0002]铝合金材料具有密度小，比强度高，比刚度高，弹性好，抗冲击性能良好、耐腐蚀，高导电，高导热，易表面着色，易加工，可回收再生等优良特性，广泛应用于航空航天工业中。铝合金材料是飞机油箱首选的轻量化结构材料，随着整体油箱的使用，飞机油箱积水引起的腐蚀越来越受到人们的重视。整体油箱即结构油箱，油箱的腐蚀即承力结构件的腐蚀，就是说，油箱的腐蚀直接威胁着飞机的完好性与可靠性。飞机整体油箱最严重的腐蚀事件发生在我国，因此开发一种高耐腐蚀的飞机油箱用铝合金材料已迫不及待。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐腐蚀性能优异的飞机油箱用铝合金型材及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种飞机油箱用铝合金型材，由以下重量百分比的元素组成:Si 0.3-0.6、Mg 2.2-2.8, Mn 1.5-2.0, Fe 0.5-1.0, Zn 0.4-0.8, Cr 0.3-0.5, Ni 0.25-0.45, Cu0.15-0.25, Ti 0.05-0.USn 0.04-0.08, Mo 0.03-0.06, Be 0.02-0.04, Bi 0.01-0.02, Pd
0.005-0.015、Sm 0.02-0.03、Eu 0.015-0.025，余量为 Al。
[0005]一种飞机油箱用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(O按上述元素组成进行配料，将炉料投入熔炼炉中熔炼，熔炼温度740-760°C，待炉料完全熔化后，调整温度至720-750°C，采用高纯氮气吹入精炼剂精炼，氮气压力为
1.2-1.5kg/mm，精炼剂用量为熔体重量的0.1-0.2%，精炼15_20min，精炼后静置20_30min，除去铝液中的氧化夹杂和氢气，扒渣后开始浇铸；
(2)采用半连续直接水冷铸造方法，控制铸造温度为720-740°C，铸造速度60-70mm/min，冷却水流量为1600-1800 L/min,冷却水压0.1-0.3MPa ；
(3)将上述得到的铸锭以100-150°C/h升温至240-280°C，保温3_6h，再以80_120°C /h升温至460-490°C，保温4-8h ;然后以140_180°C /h降温至140_160°C，保温l_2h，再以 150-200°C /h 升温至 495-525°C，保温 5_10h ;然后以 120-160°C /h 降温至 180_220°C，保温2-3h，再以100-150°C /h升温至440-480°C，保温4_8h ;然后以80_120°C /h降温至230-260 0C，保温2-3h，空冷至室温；
(4)将上述均匀化处理后的铸锭加热至485-505°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为460-480°C，挤压筒预热温度为420-450°C，挤压速率为 12-18m/min，出模温度为 500_520°C ；
(5)将上述挤压成型的铝合金型材强风风冷至240-280°C，然后放入0-3°C冰盐水中降温至50°C以下，再进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5-1% ； (6)将上述拉伸矫直后的铝合金型材锯切成定尺成品后进行人工时效处理:先以80-900C /h 升温至 160-180°C，保温 5_10h，再以 45-55°C /h 降温至 75_85°C，保温 12_16h，空冷至室温，然后以50-60°C /h升温至95-105°C，保温10_15h，再以40_50°C /h升温至185-205°C，保温4-8h，再以50_60°C /h降温至85_95°C，保温10_15h，空冷至室温，然后以75-850C /h 升温至 150-170°C，保温 10_15h，再以 45_55°C /h 降温至 60_70°C，保温 14_18h，空冷至室温。
[0006]所述精炼剂的制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钠10-15、氯化钾5-10、木炭粉2-4、废玻璃粉3-6、氟硅酸钠4-8、氟化钙3_5、氟铝酸钠2_4、硅灰石5_10、铝矾土 8-12、电石渣4-6 ；b.将上述硅灰石、铝矾土、电石渣混合均匀，粉碎过200-300目筛，然后加入适量的水湿法球磨12-24h，110-120°C干燥l_2h，再在740_780°C煅烧25_35min，升温至1180-1220°C继续煅烧l_2h，水淬，湿法球磨，烘干，过200-300目筛，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至815-835°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌均匀，然后倒入冰水中冷淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨，烘干，过200-300目筛即可。
[0007]本发明的有益效果:
本发明通过调整Mg、Mn的含量，添加适量的Cr、N1、Mo、Pd等易钝化金属元素，显著提高合金的耐腐蚀性能。本发明制得的铝合金型材耐腐蚀和抗氧化性性能优异，可以在150°C温度下的腐蚀介质中长期工作，强度高，塑性好，具有良好的切削加工性能和焊接性能，可以广泛用于制造飞机油箱，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0008]一种飞机油箱用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(I)按照重量百分比的元素组成为:Si 0.3-0.6, Mg 2.2-2.8, Mn 1.5-2.0, Fe0.5-1.0, Zn 0.4-0.8, Cr 0.3-0.5, Ni 0.25-0.45, Cu 0.15-0.25, Ti 0.05-0.K Sn0.04-0.08,Mo 0.03-0.06,Be 0.02-0.04,Bi 0.01-0.02,Pd 0.005-0.015、Sm 0.02-0.03、Eu 0.015-0.025，余量为Al进行配料；
(2 )将炉料投入熔炼炉中熔炼，熔炼温度7 5 (TC，待炉料完全熔化后，调整温度至730°C，采用高纯氮气吹入精炼剂精炼，氮气压力为1.4kg/mm，精炼剂用量为熔体重量的0.15%，精炼20min，精炼后静置30min，除去铝液中的氧化夹杂和氢气，扒渣后开始浇铸；
(3)采用半连续直接水冷铸造方法，控制铸造温度为725°C，铸造速度70mm/min，冷却水流量为1700 L/min,冷却水压0.2MPa ；
(4)将上述得到的铸锭以120°C/h升温至260°C，保温4h，再以100°C /h升温至480°C，保温6h ;然后以160°C /h降温至150°C，保温h，再以180°C /h升温至515°C，保温8h ;然后以140°C /h降温至220°C，保温2h，再以120°C /h升温至470°C，保温6h ;然后以100°C /h降温至240°C，保温3h，空冷至室温；
(5)将上述均匀化处理后的铸锭加热至495°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为470°C，挤压筒预热温度为430°C，挤压速率为16m/min，出模温度为510°C ;
(6)将上述挤