[发明专利]一种7XXX铝合金坯锭的制备方法

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种7XXX铝合金坯锭的制备方法。本发明通过真空退火能够降低7XXX铝合金粉的强度和硬度，解决了其后续压制成型困难的问题，使压制成型后的压坯密度达到烧结工艺的要求；同时，本发明将所述压坯通过真空无压烧结后，所得坯锭的相对密度在98.0％以上，且合金元素可以灵活控制，坯锭中Zn的挥发量小于1wt％，Zn含量可以根据设计要求添加不会出现成分偏析，坯料成材率高，产品性能稳定，解决了使用单质粉和中间合金粉混合制备7XXX铝合金坯锭烧结密度低和Zn元素易挥发等问题。此外，本发明提供的方法工艺流程短、生产设备简单，便于规模化生产。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种7XXX铝合金坯锭的制备方法。

背景技术

7XXX铝合金主要由Al-Zn-Mg-Cu组成，其中Zn含量最高可以达到15wt％，并且铝合金产品开发中发现增加Zn的含量，可以显著提高7XXX铝合金的力学性能。

目前，7XXX铝合金的制备方法主要是熔铸法，包括配料、熔化、扒渣、合金化、铸造和热处理等操作。但是该方法制备的7XXX铝合金铸造性能差，因为熔铸过程中Zn、Mg、Cu等合金元素含量的增加会造成7XXX铝合金的结晶范围变宽，金属液在凝固过程中易形成粗大的枝晶组织和明显的宏观偏析，大大提高7XXX铝合金铸锭的开裂机率，导致铸锭成材率非常低。

粉末冶金方法制备7XXX铝合金，是将金属粉末冷压成型，然后在高温条件下烧结而成，避免了出现金属凝固过程中形成粗大的枝晶组织和明显的宏观偏析，可以解决铸锭存在的成分不均匀和开裂问题。因此粉末冶金法特别适合制备高合金含量的7XXX铝合金，便于其性能的进一步提高。

粉末冶金法制备7XXX铝合金主要是通过元素粉(Zn粉、Mg粉、Cu粉等单质粉)或中间合金粉(Al-Zn粉、Al-Mg粉)来进行合金元素的添加。但是Zn在烧结过程中易挥发，造成坯锭成分产生偏差，并且会导致产品的致密度低，影响产品力学性能。

针对以上工艺中存在的问题，可以将采用气雾法制备的7XXX铝合金粉直接进行压型烧结来减少Zn的挥发。但是由于7XXX铝合金粉在雾化制粉过程中存在固溶强化，导致7XXX合金粉的强度硬度显著高于单质的元素粉，因此在粉末冷压成型过程中，7XXX铝合金粉很难压制成型，压坯表面容易掉粉、破碎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种7XXX铝合金坯锭的制备方法，采用本发明提供的方法制备得到的7XXX铝合金坯锭坯锭的相对密度可达99.0％，Zn的挥发量小于1wt％。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种7XXX铝合金坯锭的制备方法，包括以下步骤：

将7XXX铝合金粉进行真空退火，得到退火铝合金粉；所述真空退火的真空度≤0.1Pa，温度为200～400℃，保温时间为1～4h；

将所述退火铝合金粉进行冷等静压成型，得到压坯；

将所述压坯进行真空无压烧结，得到7XXX铝合金坯锭。

优选地，所述真空退火的真空度≤0.05Pa，温度为260～360℃，保温时间为2～3h。

优选地，所述7XXX铝合金粉的D50为5～40μm。

优选地，所述7XXX铝合金粉由包括铝锭、锌锭、镁锭和铜锭的合金进行熔炼后气雾化制备得到。

优选地，所述7XXX铝合金粉包括7055铝合金粉、7005铝合金粉或7039铝合金粉。

优选地，所述冷等静压成型的压力为150～300Mpa，保压时间为30～360s。

优选地，所述冷等静压成型的压力为180～240Mpa，保压时间为120～240s。