[其他]用热共轧工艺为含锂铝合金覆层的方法

说明书

本发明涉及在普通加热条件下（即在空气中），为含锂铝合金覆层的热共轧法。

业已知道，应用带覆层的铝合金，尤其是在航空工业中应用有覆层的铝合金，通过在表面形成的一层或多层金属或合金，能达到双重目的：使构成心板之合金的表面状况得到改善，并改进它的电化学防护性能。

例如2000系或7000系合金（铝业协会术语），普遍采用例如A5或AZ1型（分别为1050A与7022系）的市售纯铝作包覆层。

但是，在这样一些有金属覆层的产品的心料与表面覆层之间须拥有很强的粘合力，以保证此种结构具有很高的机械强度。

当前，以热共轧法将含锂铝合金心板与覆层（以下称之为包层或外皮）（特别是1050A与7022系的铝质覆层）所构成的组合件轧制成薄板的实验表明，由于上述覆层对此种心板材料无粘附力，出现了失效现象。

这种现象可能是由于，在进行共轧前的加热作业中，心料发生表面氧化而有Li₂O形成;后者经水解而成为Li（OH），并与炉子气氛中的二氧化碳起反应生成碳酸盐LiCO₃。

所有上述的氧化产物妨碍了在热共轧作业中那种心料与其一或多层外皮之间的金相键合。

在干燥的非氧化气氛甚至是在真空中，重新加热上述这种心-皮组合件看来是可行的，但这需要高度专门化的设备和要求对炉子气氛进行精细的控制;另外，在退火作业之前，将此一或多层外皮连续地熔合到所述心料上，以防止在空隙间发生氧化，这也是可行的，但这类工艺既复杂，又麻烦。

申请人解决了采用常规的加热设备（鼓风炉），以市售的纯铝或一种不含锂的铝合金为含锂铝合金覆层的问题，方法是在重新加热心-皮组合件以进行共轧作业之前，在生产线中引入一道用以有控制地氧化所用心料合金和消除所产生的氧化物的工序。

更明确地说，待覆层之制品的氧化是在其机械加工过的表面，例如在其经过刮平或磨整的表面上进行的。此时是在一鼓风炉中，或在任何其它氧化气氛中，于温度范围To内加热。To满足：

450℃≤To≤550℃

但最好满足：500℃≤To≤530℃。加热时间to应使由于表面损失锂而受到影响的表层厚度在30至700微米之间，最好是在100至500微米之间，尤其合适的是在200至500微米之间（测定该厚度的方法见实施例1）。时间to易据实验确定。

取定此时间上限的根据是，氧化处理时间不应过长，以保持优良的生产率;而一定的时间下限是必需的，这是为了得到一种锂含量减少到足以产生令人满意的覆盖效果的表面。

继上述氧化处理之后，可用刷净、喷丸、喷砂、酸洗之类的任何一种已知的化学或机械处理方法，进行除去表面氧化物的操作。合金材料的厚度损失每面应小于30微米，最好是小于10微米。

用极简单的实验（失重法），容易确定除去氧化物的条件。要是所侵蚀的深度超过30微米，就不再能可靠地保证覆层能牢固地粘附在合金材料件上了。

然后，就能在常规的、热轧前的加热条件下，进行所说的热共轧作业前的心-皮组合件的重热处理;而这种加热条件，就所涉及的合金而论，是掌握了本项工艺的人所熟知的。但是，为了形成一种有高度粘附性的覆层，重热温度不宜超过500℃，而最好是低于470℃（甚至低于450℃）;重热时间不要长于24小时，最好短于12小时。采用这些条件，便有可能避免组合件通过其端面缝隙发生过量的空隙氧化，从而提高了生产率（需切除的末端及边缘部分均较少）。

本发明可通过下述实施例而获得更好的理解;这些实施例的图解见图1-3。

图1所示曲线说明了在535℃进行1小时30分钟氧化后，心材合金中锂和镁的含量因至心材表面的深度不同而改变的情况。

图2所示是以A5覆层的合金8090的纵或横向截面中某一部分的显微绘图。该覆层合金呈1.6毫米厚的薄板状，在盐雾中（实施例2）保持1000小时后经过淬火与退火。

图3所示是以7072覆层的合金2091的纵或横向截面中某一部分的显微绘图。该覆层合金呈0.8毫米厚的薄板状，在盐雾中（实施例3）保持1000小时后经过淬火与退火。

实施例1

确定氧化处理所影响的深度