[发明专利]一种用于飞行器化铣零件的2024铝合金薄板的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于制备飞行器化铣零件的2024铝合金薄板的制备方法，该方法适用于制备厚度小于等于2.0mm的2024铝合金薄板。相比于常规2024铝合金薄板，本发明通过短时固溶、预拉伸，结合自然时效后的微变形和低温加热工艺大幅度降低了2024铝合金薄板的内应力。

技术领域

本发明涉及铝合金制备技术领域，具体涉及一种可用于制备飞行器化铣零件的2024铝合金薄板的制备方法。

背景技术

在飞行器的蒙皮、机身面板、薄壁曲面等精密结构件制造中，化铣工艺可以作为一种减轻零件重量及加工成型的有效手段，该工艺是指薄板经过化学溶液腐蚀预先确定的部分区域至目标零件厚度，从而获得所需的加工尺寸和加工工艺精度，实现了各钣金部件的结构交接和减重，在航空航天领域具有广泛应用。化铣零件通常需要具有较高的装配精度，而目前常用的2024铝合金薄板由于材料内应力的影响，在化铣后由于局部变薄使应力释放不均匀，易出现零件变形量、翘曲量过大的情况，难以满足装配精度要求。严重时，化铣后的平板零件甚至卷成圆筒状，造成无法装配，因而化铣零件的成品率有待提升。

发明内容

研究发现，目前工业生产中为了减低零件报废率，通常通过调控化铣工艺以提高化铣零件的成品率，并没有报道过从原材料上寻求解决问题的突破口。对于常规2024铝合金薄板原材料，固溶后采用1.0％～3.0％的预拉伸变形可降低残余应力，但降低能力有限，尤其对于精密化铣零件的制造，仅预拉伸并不能完全满足原材料化铣后的装配需求。

为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种用于制备飞行器化铣零件的2024铝合金薄板的制备方法，所述方法制备的2024铝合金薄板具有化铣后变形量低、强度高等优点，可满足精密化铣原材料的使用要求，从源头上解决了现有2024铝合金薄板化铣后翘曲大的技术难题，有效的提升了零件成品率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种2024铝合金薄板的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)对2024铝合金薄板进行500℃保温5min～10min的固溶处理后室温水淬，淬火后进行变形量为2.0％～3.0％的拉伸矫直，并自然时效96小时以上；

2)沿轧制方向对2024铝合金薄板进行去内应力拉伸；

3)对拉伸后的2024铝合金薄板进行低温加热，加热温度为100℃～130℃，保温时间为4h～16h。

根据本发明的实施方式，所述制备方法用于制备飞行器化铣零件的2024铝合金薄板。

根据本发明的实施方式，步骤1)中，所述2024铝合金的成分满足Cu 4.0～4.6wt.％，Mg 1.2～1.8wt.％，Mn 0.4～0.8wt.％，Zn 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。

根据本发明的实施方式，步骤1)中，所述2024铝合金的成分满足Cu 4.0～4.6wt.％(如4.1wt.％、4.2wt.％、4.3wt.％、4.4wt.％、4.5wt.％、4.6wt.％)，Mg 1.2～1.8wt.％(如1.2wt.％、1.3wt.％、1.4wt.％、1.5wt.％、1.6wt.％、1.7wt.％、1.8wt.％)，Mn0.4～0.8wt.％(如0.4wt.％、0.5wt.％、0.6wt.％、0.7wt.％、0.8wt.％)，Zn 0.1～0.2wt.％(如0.1wt.％、0.15wt.％、0.2wt.％)，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。

根据本发明的实施方式，步骤1)中，所述2024铝合金薄板是通过如下方法制备得到的：

(a)制备2024铸锭，并将铸锭依次进行均匀化处理、对称铣面、锯切的操作，制成板坯；