[发明专利]一种超高强度铝合金板材的轧制方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金材料技术领域，具体为一种超高强度铝合金板材的轧制方法。

背景技术

铝合金由于其密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、易表面着色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶、建筑、装修等领域，其强度一般在480-500MPa之间。随着近年来科学技术及工业经济的飞速发展进一步提高铝合金材料性能已成为当今国际铝业界共同关注的问题。国家大飞机计划的实施，对高强高韧、抗疲劳、耐热性好的铝合金的力学性能提出了更高的要求，因此发展大尺寸、高强高韧耐热铝合金薄板制备新方法，制备高强高韧的耐热铝合金板材，以满足航空制造业对高性能耐热铝合金薄板的需求成为当前亟待解决的问题，是当前科学界和工程界研究的热点。然而在提高铝合金材料的强度和韧性的同时，铝合金材料的耐久性以及损伤容限无法同步提高，甚至降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种超高强度铝合金板材的轧制方法，该工艺制备的铝合金板材强度在600MPa以上，在保证提高铝合金材料的强度和韧性的同时，提高其耐损伤性，延长其使用寿命。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

所述的超高强度铝合金板材的轧制方法，包括如下步骤：

A、将精炼结束后的铝合金锭坯在450-550℃下均匀化退火24-48h；

B、控制退火后的铝合金锭坯的温度在360~440℃，待铝合金锭坯内外温度均匀后，对其进行单道次2~5%的热轧预变形，继续控制铝合金锭坯的温度为360~440℃，然后进行单道次不小于60%的大压下量轧制变形，轧制得到厚板坯，将厚板坯进行水冷或空冷；

C、将冷却后的厚板坯在450-550℃下进行0.5-3h固溶处理，然后水淬；

D、将水淬后的厚板坯在150-250℃下进行6h的预时效处理，然后空冷至室温；

E、将空冷至室温后的厚板坯进行单道次40~60%的冷轧变形，得到板材，然后对板材进行120~200℃的终时效处理，处理时间为3~8h。

优选地，所述的步骤A中铝合金锭坯的退化温度为460-500℃。

优选地，所述的步骤C中固溶温度为480-520℃。

优选地，所述的热轧和冷轧过程中，轧辊轧制线速度为0.4~0.6m/min。

优选地，所述的铝合金锭坯为1-8系铝合金锭坯中的任一种。

优选地，所述的铝合金锭坯为Al-Cu-Mg合金锭坯。

优选地，所述的Al-Cu-Mg合金锭坯的成分配比为：Cu4.0~4.8%，Mg1.3~1.8%，Mn0.4~0.6%，Ti0.1~0.3%，Zr0.1~0.3%，Er0.2~0.5%，其余为Al。

优选地，所述的Al-Cu-Mg合金锭坯的铸造方法为：将所述的各个成分在740-780℃下进行熔炼，熔炼过程中采用氮气保护，并采用钠盐与六氯乙烷进行精炼和除气，制得Al-Cu-Mg合金锭坯。

本发明的有益效果为：

本发明的超高强度铝合金板材的轧制方法，能够消除板材枝晶偏析问题，实现合金成分均匀化；并且能够提高合金的显微硬度，确保其各部分力学性能均匀一致，保证零件的使用性能；同时提高板材的强度及其耐损伤性，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明对照组1铝合金板材的显微组织图

图2-4为本发明实施例1-3轧制方法制备的铝合金板材的显微组织图

图5为本发明实施例5的轧制方法制备的铝合金板材的应力-应变曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明的超高强度铝合金板材的轧制方法，包括如下步骤：

A、将精炼结束后的Al-Cu-Mg合金锭坯在450℃下均匀化退火24h；

B、控制退火后的Al-Cu-Mg合金锭坯的温度在360℃，待Al-Cu-Mg合金锭坯内外温度均匀后，对其进行单道次2%的热轧预变形，轧辊轧制线速度为0.4m/min，继续控制Al-Cu-Mg合金锭坯的温度为360℃，然后进行单道次60%的大压下量轧制变形，轧辊轧制线速度为0.4m/min，轧制得到厚板坯，将厚板坯进行水冷或空冷；

C、将冷却后的厚板坯在450℃下进行0.5h固溶处理，然后水淬；

D、将水淬后的厚板坯在150℃下进行6h的预时效处理，然后空冷至室温；