[发明专利]一种高强度抗应力腐蚀铝合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度抗应力腐蚀铝合金材料的制备方法，属于铝合金铸造技术领域。

背景技术

铝合金是目前应用最广泛之飞机制造材料。其具有以下优点：重量轻，差不多是同体积铜或钢的1/3重量； 可反射辐射能，如可见光、辐射热、电磁波； 导电及导热能力强，且又是非铁磁性；容易接合(焊接、铆接或胶合)；外观及表面易处理 ；机械性质良好，经加工处理后强度高、延展性高。随着航空航天技术的发展,现代军用、民用飞机向高速多载、长寿命及确保飞行安全的方向发展，对飞机结构件的铝合金材料提出了更高的要求。不仅需要铝合金材料需要更高的机械强度，还需要更好的抗应力腐蚀性能，因此，本发明开发了一种高强度抗应力腐蚀铝合金材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度抗应力腐蚀铝合金材料的制备方法，本发明制得的铝合金材料既具有700MPa以上的抗拉强度，又能保持极高的韧性和极好的抗应力腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高强度抗应力腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照以下质量百分数的合金元素：Zn 7.8-8.6、Mg 2.4-3.2、Cu 2.2-2.8、Zr 0.1-0.2、Ni 0.2-0.3、Sc 0.05-0.1、Li 0.1-0.2、Fe≤0.01、Si≤0.02、Ti≤0.05，余量为Al进行配料计算；先将配制好的铝锭、电解铜投入熔化炉中，升温至690-720℃，待其熔化后加入配制好的Al-Zr中间合金、Al-Ni中间合金、Al-Sc中间合金和Al-Li中间合金，调整温度至750-780℃，待中间合金熔化后加入配制好的锌锭和镁锭，调整温度至675-695℃，待炉料全部熔化后进行搅拌使成分均匀，然后调整温度至740-760℃，加入相当于合金液质量0.5-0.8%的精炼剂，除气精炼20-30min，静置10-15min，除渣后进行变质处理：先调整温度至710-730℃，在300-500W的功率下超声波振荡5-15min，再调整温度至725-745℃，在脉冲电压为400-600V、脉冲频率为5-8Hz的脉冲电场下处理20-40s，静置5-10min后取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇铸；

（2）采用外加电磁场半连续铸造，浇铸温度为710-730℃，拉坯速度50-70mm/min，电磁感应线圈交变电流强度为300-500A，交变电流频率为20-40Hz；

（3）将步骤（2）得到的圆铸锭加热到440-470℃，放入热挤压筒中进行热挤压，热挤压速度为2-4mm/s，挤压比为8-10，空冷至室温，得到圆铸棒；

（4）将步骤（3）制得的圆铸棒加热至460-490℃，保温2-4h，放入冰水中进行淬火，淬火转移时间为2-3s，淬火停放时间为2-4h；

（5）将淬火后的圆铸棒放入微波热处理炉中，打开微波，先在70-90℃下保温8-10h，再在130-150℃下保温1-2h，关闭微波，然后施加电脉冲，在脉冲电压为600-700V，脉冲频率为10-20Hz的条件下处理30-60s，随炉空冷至室温即可。

所述的Zn/Mg的质量百分比为2.8-3.3。

所述的铝锭、电解铜、锌锭、镁锭的纯度均大于99.99%。

所述的Al-Zr中间合金中Zr的质量百分含量为4-6%。

所述的Al-Ni中间合金中Ni的质量百分含量为8-10%。

所述的Al-Sc中间合金中Sc质量百分含量为2-3%。

所述的Al-Li中间合金中Li质量百分含量为3-5%。

所述的精炼剂是由光卤石、氟化钙按照质量比1.5-2:1混合而成。

所述的微波功率为300-400W。

本发明的有益效果：