专利名称：一种航空用铝合金型材的制造方法
技术领域：
本发明涉及铝合金型材的制造方法。
背景技术：
铝合金材料使用范围广，在工业上可以应用于建筑、电子电器、运输、航空、航天等各个领域。目前，我国某项航空用产品需要一种特殊型材，要求此种铝合金T74511状态型材抗拉强度达到540N/mm2、规定非比例延伸强度达到480N/mm2、断后伸长率达到8%、剥落腐蚀性能达到EB级。但现有工艺生产的各类铝合金型材无法满足航空用品的应用要求。
发明内容
本发明是要解决现有工艺生产的各类铝合金型材抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率和剥落腐蚀性能低的问题，而提供一种航空用铝合金型材的制造方法。一种航空用铝合金型材的制造方法，具体是按照以下步骤制备的:一、熔炼:按元素的质量百分比为Zn:5.9% 6.9%、Mg:2.0% 2.7%,Cu: 1.9%~2.5 %、Zr:0.08 % 0.15 %、S1:彡 0.12%、Fe:彡 0.15%、Mn:彡 0.10%、Cr:彡 0.04%、T1: ^ 0.06%和余量为Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为720° C 760° C条件下熔炼6h 7h，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715° C 750° C、铸造速度为80mn/min 90mm/min、冷却水强度为0.0lMPa O。03MPa、冷却水温度为18。C 25。C的条件下铸造成直径为 192_ 195_的铸棒；三、切断:将步骤二得到的铸棒切断成长度为400mm 450mm的短棒；四、车皮:将步骤三得到的短棒车去表面的氧化皮，得到铝合金铸锭；五、退火:将步骤四得到的铝合金铸锭在退火温度为460° C 475° C的条件下进行均勻化退火31h 33h;六、加热:将步骤五退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至380° C 410° C，得到处理后的铝合金铸锭；七、挤压:将步骤六处理后的铝合金铸锭铣经过铝合金型材模具挤压，挤压温度为380° C 400° C，得到长度为IOOOOmm IOlOOmm的铝合金型材；八、固溶水淬:将步骤七得到的铝合金型材在温度为465° C 475° C条件下进行固溶，保温Ih 1.2h后出炉水淬；九、拉伸:将步骤八固溶水淬后的铝合金型材在4h内拉伸矫直，控制拉伸变形率为 1.5% 3.0%;十、时效:将步骤九拉伸矫直的铝合金型材进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为120° C 125° C，保温4h 5h，第二级时效加热至温度为160° C 170° C，保温Ilh 13h，制备得到航空朋铝合金型材。
本发明制备的航空用铝合金型材中杂质S i少于0.12%,Fe少于0.15%，其他单个杂质少于0.05%，此范围内的杂质对铝合金型材的性能没有影响。本发明的有益效果是:本发明通过优化合金成分，挤压之后采用优化的固溶和时效工艺，达到了用户对此合金型材的综合性能需求，制备的铝合金型材实体尺寸、表面质量良好，工业生产中成型性能好，综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉试验方法》试验T74511状态型材抗拉强度不小于540N/mm2、规定非比例延伸强度不小于480N/mm2、断后伸长率不小于8%;通过HB5455《铝合金剥层腐蚀试验方法》试验T74511状态型材的剥落腐蚀性能不低于EB级。适合制作航空用铝合金型材。本发明用于制备航空用铝合金型材。
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:本实施方式一种航空用铝合金型材的制造方法，具体是按照以下步骤制备的:一、熔炼:按元素的质量百分比为Zn:5.9% 6.9%、Mg:2.0% 2.7%,Cu: 1.9%~2.5%, Zr:0.08% 0.15%、S1:彡 0.12%、Fe: ( 0.15%、Mn: ( 0.10%、Cr: ( 0.04%、T1: ^ 0.06%和余量为Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为720° C 760° C条件下熔炼6h 7h，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715° C 750° C、铸造速度为HOmm/miη 90mm/min、冷却水强度为0.0lMPa 0.03MPa、冷却水温度为18。C 25° C的条件下铸造成直径为192mm 195mm的铸棒；三、切断:将步骤二得到的铸棒切断成长度为400mm 450mm的短棒；四、车皮:将步骤三得到的短棒车去表面的氧化皮，得到铝合金铸锭；五、退火:将步骤四得到的铝合金铸锭在退火温度为460° C 475° C的条件下进行均勻化退火3 I h 33h;六、加热:将步骤五退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至380° C 410° C，得到处理后的铝合金铸锭；七、挤压:将步骤六处理后的铝合金铸锭铣经过铝合金型材模具挤压，挤压温度为380。C 400。C，得到长度为IOOOOmm IOlOOmm的铝合金型材；八、固溶水淬:将步骤七得到的铝合金型材在温度为465° C 475° C条件下进行固溶，保温Ih 1.2h后出炉水淬；九、拉伸:将步骤八固溶水淬后的铝合金型材在4h内拉伸矫直，控制拉伸变形率为 1.5% 3.0%;十、时效:将步骤九拉伸矫直的铝合金型材进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为120° C 125° C，保温411 5h，第二级时效加热至温度为160° C 170° C，保温Ilh 13h，制备得到航空用铝合金型材。本实施方式通过优化合金成分，挤压之后采用优化的固溶和时效工艺，达到了用户对此合金型材的综合性能需求,制备的铝合金型材实体尺寸、表面质量良好,工业生产中成型性能好，综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉试验方法》试验T74511状态型材抗拉强度不小于540N/mm2、规定非比例延伸强度不小于480N/mm2、断后伸长率不小于8%;通过HB5455《铝合金剥层腐蚀试验方法》试验T74511状态型材的剥落腐蚀性能不低于EB级。适合制作航空用铝合金型材。
具体实施方式
二:本实施方式与具体实施方式
一不同的是:步骤一中按元素的质量百分比为 Zn: 6.2% 6.5%、Mg: 2.2% 2.5%、Cu: 2.0 % 2.2 %、Zr: 0.09 % 0.12 %、S1: ≤ 0.10%、Fe:≤ 0.12%、Mn:≤ 0.06%、Cr:≤ 0.03%、T1:≤ 0.05% 和余量为 Al 称取纯
铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中。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
一或二不同的是:步骤一中按元素的质量百分比为 Zn: 6.4%、Mg: 2.3%、Cu: 2.1 %、Zr: 0.10 %、S1: 0.05%、Fe: 0.08%、Mn: 0.05%、Cr:0.02%、T1:0.03%和余量为Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中。其它与具体实施方式
一或二相同。
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:步骤一中在温度为730° C条件下熔炼。其它与具体实施方式
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:步骤二中在温度为720° C、铸造速度为85mm/min、冷却水强度为0.02MPa、冷却水温度为19° C的条件下铸造。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:步骤五中在退火温度为470° C的条件下进行均勻化退火32h。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:步骤七中挤压温度为390° Co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:步骤八中在温度为470° C条件下进行固溶。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九:本实施方式与具体实施方式
一至八之一不同的是:步骤九中控制拉伸变形率为2.5%。其它与具体实施方式
一至八之一相同。
具体实施方式
十:本实施方式与具体实施方式
一至九之一不同的是:步骤十中第一级时效加热至温度为121° C 124。C，保温4.5h，第二级时效加热至温度为162。C 168。C,保温12h。其它与具体实施方式
一至九之一相同。采用以下实施例验证本发明的有益效果:实施例一:本实施例一种航空用铝合金型材的制造方法，具体是按照以下步骤制备的:一、熔炼:按元素的质量百分比为 Zn:6.4%、Mg:2.3%、Cu:2.1 Zr:0.10
S1:0.05%、Fe:0.08%、Mn:0.05%,Cr:0.02%,T1:0.03% 和余量为 Al 称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为730° C条件下熔炼7h，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720° C、铸造速度为85mm/min、冷却水强度为0.02MPa、冷却水温度为19° C的条件下铸造成直径为192mm的铸棒；三、切断:将步骤二得到的铸棒切断成长度为450mm的短棒；
四、车皮:将步骤三得到的短棒车去表面的氧化皮，得到铝合金铸锭；五、退火:将步骤四得到的铝合金铸锭在退火温度为470° C的条件下进行均匀化退火32h;六、加热:将步骤五退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至410° C，得到处理后的铝合金铸锭；七、挤压:将步骤六处理后的铝合金铸锭铣经过铝合金型材模具挤压，挤压温度为390° C，得到长度为IOOOOmm的铝合金型材；八、固溶水淬:将步骤七得到的铝合金型材在温度为470° C条件下进行固溶，保温Ih后出炉水淬；九、拉伸:将步骤八固溶水淬后的铝合金型材在4h内拉伸矫直，控制拉伸变形率为 2.5%;十、时效:将步骤九拉伸矫直的铝合金型材进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为120° C，保温4h，第二级时效加热至温度为165° C，保温12h，制备得到航空用铝合金型材。本实施例制备的航空用铝合金型材实体尺寸、 表面质量良好，工业生产中成型性能好，综合力学性能优良，T74511状态型材抗拉强度不小于540N/mm2、规定非比例延伸强度不小于480N/mm2、断后伸长率不小于8%;剥落腐蚀性能不低于EB级。适合制作航空用铝合金型材。
权利要求
1.一种航空甩铝合金型材的制造方法，其特征在于一种航空用铝合金型材的制造方法，具体是按照以下步骤制备的: 一、熔炼:按元素的质量百分比为Ζη:5.9% 6.9%、Mg: 2.0% 2.7%、Cu:l.9% 2.5%,Zr:0.08% 0.15%, Si..( 0.12%, Fe: ( 0.15%、Mn: ( 0.10%、Cr: ( 0.04%、T1: ^ 0.06%和余量为Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为720° C 760° C条件下熔炼6h 7h，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715°C 750° C、铸造速度为801mm/min 90mm/min、冷却水强度为0.0lMPa 0.03MPa、冷却水温度为18。C 25。C的条件下铸造成直径为192mm 195mm的铸棒； 三、切断:将步骤二得到的铸棒切断成长度为400mm 450mm的短棒； 四、车皮:将步骤三得到的短棒车去表面的氧化皮，得到铝合金铸锭； 五、退火:将步骤四得到的铝合金铸锭在退火温度为460°C 475° C的条件下进行均勻化退火3 Ih 33h; 六、加热:将步骤五退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至380° C 410° C，得到处理后的铝合金铸锭； 七、挤压:将步骤六处理后的铝合金铸锭铣经过铝合金型材模具挤压，挤压温度为380。C 400。C，得到长度为IOOOOmm IOlOOmm的铝合金型材； 八、固溶水淬: 步骤七得到的铝合金型材在温度为465°C 475° C条件下进行固溶，保温Ih 1.2h后出炉水淬； 九、拉伸:将步骤八固溶水淬后的铝合金型材在4h内拉伸矫直，控制拉伸变形率为1.5% 3.0%; 十、时效:将步骤九拉伸矫直的铝合金型材进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为120° C 125° C，保温4h 5h，第二级时效加热至温度为160° C 170° C，保温Ilh 13h，制备得到航空用铝合金型材。
2.根据权利要求1所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤一中按元素的质量百分比为 Zn:6.2% 6.5%、Mg:2.2% 2.5%、Cu:2.0% 2.2%、Zr:0.09% 0.12 %、S1:彡 0.10%、Fe:彡 0.12%、Mn:彡 0.06%、Cr:彡 0.03%、T1:彡 0.05% 和余量为 Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝铁硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中。
3.根据权利要求2所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤一中按元素的质量百分比为 Zn:6.4%、Mg:2.3%、Cu:2.1 %、Zr:0.10%, Si:0.05%、Fe:0.08%、Mn:0.05%,Cr:0.02%、T1:0.03%和余量为Al称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝锆合金锭、铝铁合金锭和铝钛硼晶粒细化剂并加入到干燥的熔炼炉中。
4.根据权利要求3所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤一中在温度为730° C条件下熔炼。
5.根据权利要求4所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤二中在温度为720° C、铸造速度为85mm/min、冷却水强度为0.02MPa、冷却水温度为19° C的条件下铸造。
6.根据权利要求5所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤五中在退火温度为470° C的条件下进行均匀化退火32h。
7.根据权利要求6所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤七中挤压温度为390° C。
8.根据权利要求7所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤八中在温度为470° C条件下进行固溶。
9.根据权利要求8所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤九中控制拉伸变形率为2.5%。
10.根据权利要求9所述的一种航空用铝合金型材的制造方法，其特征在于步骤十中第一级时效加热至温度 为121° C 124° C，保温4.5h，第二级时效加热至温度为162。C 168。C，保温 12h。
全文摘要
一种航空用铝合金型材的制造方法，本发明涉及铝合金型材的制造方法。本发明是要解决现有工艺生产的各类铝合金型材抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率和剥落腐蚀性能低的问题。方法一、熔炼；二、铸造；三、切断；四、车皮；五、退火；六、加热；七、挤压；八、固溶水淬；九、拉伸；十、时效。本发明通过优化合金成分，挤压之后采用优化的固溶和时效工艺，达到了用户对此合金型材的综合性能需求，制备的铝合金型材实体尺寸、表面质量良好，工业生产中成型性能好，综合力学性能优良。本发明用于制备航空用铝合金型材。
文档编号C22F1/053GK103103424SQ20131007021
公开日2013年5月15日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者任伟才, 吕新宇, 孙兆霞, 张磊, 刘洪雷, 张燕飞, 王丽娟 申请人:东北轻合金有限责任公司