[发明专利]一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板及其挤压成形方法

说明书

本发明涉及7xxx系铝合金塑性变形技术领域，特别是一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板挤压成形方法，包括以下步骤，（1）预热：将7xxx系铝合金坯料、挤压模具、挤压筒加热到一定温度并保温3‑6h；（2）挤压成形：在7500吨以下挤压机上将步骤（1）中坯料挤压成一定筋高和壁厚的圆筒形状型材；（3）精整处理：对步骤（2）所得的圆筒形状型材进行精整处理，形成高筋薄壁圆筒样件；（4）剖开展平：将步骤（3）精整处理后的高筋薄壁圆筒样件沿轴线剖开展平成宽幅高筋薄壁板。本发明方法不仅大大降低了生产成本，而且拓宽了低吨位生产装备的使用范围，又很好地控制了材料的组织与性能。通过挤压与剖开展平工艺的配合，可大大节省能源，提高生产效率与质量。

技术领域

本发明涉及7xxx系铝合金塑性变形技术领域，特别是一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板及其挤压成形方法。

背景技术

大尺寸、超高强度、高韧性合金或金属基符合材料宽幅板材在汽车、轨道交通、航空航天等领域有着广泛的应用前景，但其制备一直是国内外材料界的难题。目前对与这种类型的宽幅板材，为了保证其获得较高的抗拉强度，普遍采用热轧后进行固溶加时效热处理的方法制备。随着航空航天技术的发展，对于铝合金大型曲面用薄壁板的整体性能要求越来越高。而目前航空航天用铝合金大型曲面构件采用薄板加筋条铆接或整体铣削成形方法制造。铆接成形降低了宽幅薄壁板的性能均一性，增加了整体重量并降低了装配效率；整体铣削成形方法使得原材料利用率低下，产生的残余应力增加了曲面构件的扭曲变形倾向，进而影响到高性能装备的整体质量。

由于宽幅高筋薄壁板在挤压过程中，横截面形状、尺寸差异巨大，金属流变易失稳，致使型材在挤压过程中出现扭曲、折叠、开裂等缺陷，甚至会出现断裂、不成形等现象。在现有挤压设备条件下，1万吨位挤压机只能满足幅宽为700mm左右的型材挤压需求，目前尚未发现具备挤压幅宽能力在1.1m以上的挤压机。然而，受目前设计水平和工艺制作水平限制，航空航天用铝合金大曲面宽幅高筋薄壁板整体成形技术尚未形成。

申请号为200910071585.5，名称为“TiAl基符合材料板材的制备方法”的中国发明专利说明书中公开了一种TiAl基符合材料板材的制备方法，包括以下步骤：1、将交替层叠的铝基符合材料板材和纯钛板材，在200-500℃条件下进行热轧制，即得到多层复合板材；2、步骤一制得的多层复合板材在550-650℃条件下热处理10-20小时，再在850-950℃条件下热处理10-20小时，即得到TiAl基符合材料板材。

申请号为200810235979.5，名称为“一种耐高温高强度高模量铝基符合材料的制备方法”的中国发明专利公开说明书中公开了一种铝基复合材料的制备方法。该制备方法大致包括以下步骤：一、将纯铝锭和镁锭加热融化；二、加入混合盐以及各种中间合金浇铸成锭；三、将铸锭进行均匀化处理，均匀化处理温度为470-500℃，时间为15-28h，将铸锭挤压或轧制成所需板材；四、对挤压或轧制板材进行固溶和时效处理，固溶处理的温度为480-500℃，时间为1-4h；时效处理的温度为170-210℃，时间为6-18h。

申请号为201310126296.7，名称为“合金或金属基复合材料宽幅薄板的大应变轧制方法”的中国发明专利公开说明书中公开了一种合金或金属基复合材料宽幅薄板的大应变轧制方法。该方法包括以下步骤：a、将合金或金属基复合材料制备成为锭坯；b、将锭坯热挤压成厚度为8-16mm的板材；c、将板材加热至合金或金属基符合材料的再结晶温度区间内，以5%-15%的道次压下量对板材进行轧制；d、重复步骤c的加热和轧制过程，直至板材厚度为2-4mm；e、将步骤d所获得板材，以30%-60%的道次压下量连续轧至厚度0.5-1mm,道次之间不进行加热处理。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种成本低且性能优的7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板及其挤压成形方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板挤压成形方法，包括以下步骤，