[发明专利]一种航空用640MPa级铝合金挤压材的制备方法

说明书

一种航空用640MPa级铝合金挤压材的制备方法，涉及一种铝合金挤压材的制备方法。本发明的目的是解决现有铝合金挤压材强度和耐腐蚀性能达不到国产大型飞机机翼长桁或机身长桁指标要求的技术问题。本发明的挤压材由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti、Zr和余量为Al的元素组成，其制备工艺包含以下步骤：按元素百分含量称取原材料，经熔融、铸造、均匀化退火、锯切、车皮、挤压、固溶淬火、预拉伸和双级时效处理获得铝合金挤压材。本发明制备的超高强铝合金挤压材具有表面质量良好、尺寸精确、强度高、耐蚀性好和性能稳定等特点。本发明制备的航空用640MPa级铝合金挤压材可广泛应用于航空、航天等飞行器领域。

技术领域

本发明涉及一种铝合金挤压材的制备方法。

背景技术

一种航空用640MPa级铝合金挤压材作为某机型重要的结构材料，主要用于飞机机翼长桁或机身长桁，既可提高材料的利用率、降低成本、减轻飞机重量，且体现大飞机的先进性。目前，该种铝合金挤压材主要还由美国、德国和法国等少数西方国家生产，我国近几年虽然进行了跟踪研究，并在工业化条件下试制出该挤压材，但目前仍存在该种铝合金大规格圆铸锭成型率低、铸锭冶金质量差、挤压材热处理工艺不成熟、缺少工业化批量生产经验、关键技术积累不足等问题，还不能保证挤压材的质量均一性和批量稳定性，挤压材的强度及耐蚀性能达不到指标要求。因此，开展一种航空用640MPa级铝合金挤压材的研究试制具有深远的意义。

发明内容

本发明是要解决现有的铝合金挤压材强度和耐腐蚀性能达不到国产大型飞机机翼长桁或机身长桁指标要求的技术问题，而提供一种航空用640MPa级铝合金挤压材的制备方法。

本发明的航空用640MPa级铝合金挤压材的制备方法是按以下步骤进行的：

步骤一、按各元素的质量百分比称取电解铜、锌锭、镁锭、Al-Ti-B丝、Al-5％Zr和重熔用精铝锭作为原料，然后将原料加入干燥的熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为730℃～760℃、熔炼时间为8h～16h，得到铝合金熔体；将铝合金熔体导入静止炉中依次进行除气、精炼和成分校准，精炼温度为700℃～720℃，精炼时间为30min～35min，最后将铝合金熔体静置30min～40min，得到精炼后的铝合金熔体；

所述的原料中各个元素的质量百分比为：Si≤0.11％、Fe≤0.16％、Cu为1.95％～2.65％、Mn为0.005％～0.05％、Mg为1.75％～2.35％、Cr为0.003％～0.04％、Zn为7.55％～8.4％、Ti为0.005％～0.06％、B为0.003％～0.05％、Zr为0.08％～0.3％，余量为Al；

步骤二、将步骤一精炼后的铝合金熔体进行铸造，铸造温度为690℃～720℃，铸造速度为22mm/min～30mm/min，冷却水水压为0.03MPa～0.05MPa，冷却水温度为5℃～25℃，铸造完成得到直径Φ400～Φ410mm，长度为5000mm～7000mm的铝合金圆铸锭；

步骤三、将步骤二得到的铝合金圆铸锭放入均火炉中进行均匀化处理，均火炉加热至420℃～430℃、保温12h～15h，升温至470℃～480℃且保温50h～60h，得到均匀化处理后的铝合金圆铸锭；

步骤四、将步骤三得到的均匀化处理后的铝合金圆铸锭进行车皮和锯切，车皮厚度为10mm～20mm，获得Φ380mm～Φ390mm×1000mm的铸块；

本步骤中将圆铸锭进行车皮是为了铣削掉铸锭表面热处理氧化皮、拉痕、微裂纹和偏析瘤等铸造缺陷；

步骤五、将步骤四获得的铸块装入加热炉中加热至410℃～440℃并保温0.5h～2h，然后用挤压机进行反向挤压，挤压速度为0.15mm/min～0.45mm/min，得到预制挤压材；