[发明专利]一种高强度航天用铝合金铆钉线材的制造方法

说明书

一种高强度航天用铝合金铆钉线材的制造方法，本发明涉及一种新型铝合金铆钉线材的制造方法，它是满足我国航天工业对于高强度的铆接材料有了迫切的需求，特别是轻质的铝合金铆钉材料，在保证材料强度的同时，要求铆钉仍然有一定的塑性。制造方法：一、合金溶液制备；二、铝液精炼处理；三、铸造合金铸棒；四、均匀化退火；五、铸棒锯切；六、热挤压成型；七、中间退火；八、冷拉；九、固溶处理；十、时效处理。本发明制备的铝合金铆钉线材的抗拉强度不小于580Mpa，规定非比例延伸强度不小于500Mpa，断后伸长率不小于6％，抗剪切强度不小于320Mpa，满足航天产品的应用要求。本发明可用于航天铝合金铆钉的加工制造。

技术领域

本发明涉及一种铝合金铆钉线材的制造方法，尤其涉及一种高强度航天用铝合金铆钉线材的制造方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，对于高强度的铆接材料有了迫切的需求，特别是轻质的铝合金铆钉材料，在保证材料强度的同时，要求铆钉仍然有一定的塑性，根据我国航天设计需求，需要铆钉线材的抗拉强度达到580Mpa，规定非比例延伸强度达到500Mpa，断后伸长率达到6％，抗剪切强度达到320Mpa。但现有工艺生产中各类铝合金铆钉线材制备得到的铆钉在满足断后伸长率的前期下，铆钉线材的强度和抗剪切强度无法满足航空用品的应用要求。

发明内容

本发明为了解决现有工艺生产制备的铝合金铆钉线材在满足断后伸长率的前期下，铆钉线材的强度和抗剪切强度无法满足航空用品的应用要求的问题，提出一种高强度航天用铝合金铆钉线材制造方法。

本发明高强度航天用铝合金铆钉线材制造方法按以下步骤进行：

一、按各元素质量百分比为Zn：6.5％～7.2％、Mg：2.8％～3.2％、Cu：1.0％～1.2％、Zr：0.08％～0.18％、V：0.05％～0.15％、Mn：≤0.10％、Si：≤0.08％、Fe：≤0.10％、Cr：≤0.10％和余量的Al称取纯锌锭、纯镁锭、电解铜、Al-Zr中间合金、Al-V中间合金和高纯铝锭作为原料，然后将原料加入到熔炼炉中，在720℃～740℃条件下熔炼6～8小时，得到铝合金熔液；其中原料中Mn、Si、Fe和Cr为杂质元素，来源于铝锭及中间合金，这些杂质元素及含量对铝合金铆钉线材的性能没有影响；

二、将步骤一得到的铝合金熔液导入静置炉中，在温度为720℃～740℃和通有氩氯混合气体的条件下精炼5min～15min，然后在温度为720℃～730℃和通入氩气的条件下精炼10min～20min，静置后得到铸造熔体；所述氩氯混合气体中按体积比包含氩气90％～94％和氯气6％～10％，并且氩氯混合气体中H₂、O₂、N₂或H₂O的体积浓度不大于2ppm，CH₄体积浓度不大于1ppm；

三、将步骤二得到的铸造熔体在温度为720℃～740℃、铸造速度为65mm/min～70mm/min、冷却水强度为0.01MPa～0.04MPa、冷却水温度为20℃～30℃和炉外在线除气的条件下采用热顶半连续铸造法制备得到直径为205mm～210mm的铸棒；

四、将步骤三得到的铸棒放置在退火炉中，在400℃～420℃的温度下保温10h～15h进行第一级均匀化退火，然后在440℃～470℃的温度下保温20h～25h进行第二级均匀化退火，完成后取出空冷；

五、将经步骤四处理的铸棒车去表面的氧化皮，得到直径为190mm～192mm的铝合金铸棒，并将铸棒切成长度为650mm～700mm的短铸棒；

六、将经步骤五得到的短铸棒放置在空气加热炉中加热，在铝合金短铸锭温度达到420℃～450℃后热挤压成型，得到直径为10mm～12mm铝合金线材；

七、将步骤六制得的铝合金线材进行中间退火；所述中间退火为在380℃～400℃下保温2～3小时；