[发明专利]稀土改性铝合金材料

说明书

技术领域

本发明属于铝合金制备技术领域，具体涉及一种稀土改性铝合金材料。

背景技术

高强铝合金具有强度高，塑性好，可焊性好，耐腐蚀性能优良等特点，被广泛应用于各种飞机的结构件和其他强度要求高的高应力耐蚀结构件，是目前许多军用和民用飞机，交通运输工具中不可缺少的重要结构材料。随着航天航空技术发展对材料要求的日益提高，研究人员正着力开发强度更高，综合性能优良的高强度高韧铝合金。目前，为提高铆接用的高强铝合金的综合性能，主要是在追求材料高强度的同时，降低由于强度提高对抗应力腐蚀性能、断裂韧性和疲劳强度等造成不良影响。同时，各行业对高强铝合金的要求日益提高，并提出了高载荷、轻质化、高强、高韧、高模量、良好的耐蚀性能及焊接性能等一系列要求，而现有的高强铝合金因断裂韧性差或强度低造成零件尺寸较厚，无法满足高载荷，轻质化，低成本要求，迫切需要新型轻质高强铝合金进行更新换代。

国际上高强铝合金研制基本上是沿着高强度、低韧性→高强度、高韧性→高强度、高韧性、耐腐蚀方向发展。前苏联与美国先后发现往高强铝合金中添加Sc元素可减少由于添加Cu元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾向，明显改善合金的强度和焊接性能，为此相继开发出含Sc的高强铝合金。

近年来，俄罗斯采取向Al-Zn-Mg合金中添加Sc和Zr的方法，开发出抗疲劳性能、焊接性能和韧性好的高强铝合金1975、1970等。国内的高强铝合金发展历程与国外相同，目前国内也开展了可焊高强铝合金的实验室试制。但是，我国在研究高强高韧铝合金时追求高强度高韧性却忽视了降低材料的生产成本，同时我国现有的高强高韧铝合金所能达到的水平还。

中国专利文献“一种稀土改性铝合金材料及其制备方法”(专利号：ZL201510310462.8)公开了一种稀土改性铝合金材料的制备方法，通过熔化Al单质，完全熔化温度达850℃，再加Cu，熔化完后加入中间合金，中间合金包括Mn、Ni、Cr、Ti、Zr、Er、Yb单质，最后依次加Mg、Zn单质；完全熔化后再除气除渣，静置，当溶液温度达750℃时即浇铸铸锭；将铸锭去表层1-2mm，然后放入均匀化炉中，在410℃下保温24h，再降温至120℃以下，出炉空冷，得到均匀化铸锭；将均匀化铸锭在450℃下进行热轧和热挤压，控制总变形量不小于60％，得到变形铸锭；将变形铸锭在470℃下保温4h立即水淬，然后在120℃下时效24h后空冷，得到稀土改性铝合金材料。该发明制得的铝合金具有低成本、优良的冲击韧性，但存在着抗拉强度、延伸率较低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土改性铝合金材料，以解决在中国专利文献“一种稀土改性铝合金材料及其制备方法”(专利号：ZL201510310462.8)公开的铝合金材料配方基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高铝合金的抗拉强度、延伸率。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种稀土改性铝合金材料，包括如下质量百分比的原料：锌3.2％-5.6％、镁0.02％-0.18％、铜0.03％-0.7％、锰0.1％-0.3％、镍0.1％-0.29％、锆0.1％-0.9％、钛1.5％-1.8％、铁0.4％-0.8％、铬0.02％-0.06％、稀土元素1.2％-3％、精炼剂0.8％-1.5％、月桂醇硫酸钠0.6％-1.2％、晶粒细化剂2％-3.2％，其余为铝。

优选地，所述稀土元素以重量份为单位，包括以下原料：镧1.5-2.5份、镨1-2份、钕0.5-1.2份、镝0.6-0.9份、钬1.2-1.8份、镱0.3-0.9份。

优选地，所述稀土元素以重量份为单位，包括以下原料：镧2份、镨1.6份、钕0.9份、镝0.8份、钬1.7份、镱0.8份。

优选地，所述精炼剂以重量份为单位，包括以下原料：氟化钠18-25份、石墨烯10-15份、氟化钙6-12份。

优选地，所述精炼剂以重量份为单位，包括以下原料：氟化钠122份、石墨烯14份、氟化钙9份。

优选地，所述晶粒细化剂以重量份为单位，包括以下原料：铝-镍-锰-铜-镧合金中间体10-18份、铝-钛-锆-铈合金中间体4-9份。

优选地，所述晶粒细化剂以重量份为单位，包括以下原料：铝-镍-锰-铜-镧合金中间体15份、铝-钛-锆-铈合金中间体6份。

优选地，所述铝-镍-锰-铜-镧合金中间体以重量份为单位，包括以下原料：铝60-80份、镍2-5份、锰4-8份、铜2-5份、镧1-1.6份。