[发明专利]680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法

说明书

一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，它主要由：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火(400℃×6h+420℃×6h+440℃×6h+460℃×6h)，大挤压比挤压，固溶处理(450℃×2h+460℃×2h+465℃×2h保温后室温水淬)，时效处理(121℃×5h+133℃×16h)组成。所测得铝合金成分为：(质量分数)Al‑10.7％Zn‑2.8％Mg‑1.2％Cu‑0.2％Zr和Al‑11.2％Zn‑3.0％Mg‑1.3％Cu‑0.2％Zr。本发明合金晶粒细小，强度可达680MPa，抗剥落腐蚀等级为PB和PC+。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，尤其是一种新型7000系铝合金及其制备方法，具体地说是一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法。

背景技术

7000系高强度铝合金由于具有高强度低密度、优异的加工性能和焊接性能等特点，被广泛地应用于航空及民用工业等领域，尤其在航空工业中占有十分重要的地位，是航空工业的主要结构材料之一。

铝合金的强度性能和抗抗剥落腐蚀性能呈负相关。经T6（121℃×24 h）时效处理后的铝合金强度较高，但是抗剥落腐蚀性能较差；经T76（121℃ ×5h+153℃×16 h）、T7X（121℃×5h+133℃×16h）时效处理后的铝合金强度较低，但是抗剥落腐蚀性能较好。如何在提高7000系铝合金的强度的同时保证其优异的抗剥落腐蚀性能这个问题备受铝合金研究者的重视。

到目前为止，我国尚未拥有一种铝合金兼具了680MPa的强度和P级抗剥落腐蚀性能。这在一定程度上制约了我国航空航天、武器装备以及民用工业的发展。

发明内容：

本发明的目的是针对现有的7000系680MPa强度铝合金存在的强度与高抗剥落腐蚀很难兼顾的问题，通过成分设计和制备技术设计，发明一种680MPa强度高抗剥落腐蚀铝合金的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，其特征在于：（1）合金的成分为（质量分数）Al-10.7% Zn-2.8%Mg-1.2%Cu-0.2%Zr和Al-11.2%Zn-3.0%Mg-1.3%Cu-0.2%Zr；（2）制备方法：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火，大挤压比挤压，固溶时效处理。

所述的中频炉熔炼+金属型铸造是指：首先将纯Al熔化作为熔池，然后将炉温升至850±10℃，再加入熔点较高的Al-Cu，Al-Zr中间合金，待熔化后降温至800 ±10℃，搅拌并加入熔点较低的纯Zn，待纯Zn熔化后搅拌除气后加入用铝箔包裹的纯Mg（减少烧损），待纯Mg熔化后降温至750±10℃并进行精炼，采用C₂Cl₆进行除气去渣，静置15min后进行浇铸得到铸锭，浇铸前进行扒渣，并将浇铸模具预热。

所述的均质化退火是将铸锭进行400±5℃×6h+420±5℃×6h+440±5℃× 6h+460±5℃× 6h退火处理。

所述的大挤压比挤压是将铸锭放入电阻炉中升温至420℃并保温2小时，保温完成后需要进行去皮，然后将铸锭在挤压机上进行挤压比不小于15的大挤压比的挤压。

所述的固溶处理是对大挤压比挤压后的铸锭进行450℃×2h+460℃×2h +470℃×2h保温后室温水淬。

所述的时效处理是对固溶处理后的铸锭进行121℃×5h+153℃×16h的时效处理。

所述的浇铸模具的预热温度为300±10℃。

本发明的有益效果是：

（1）本发明了提供了一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金制备方法。这在一定程度上打破了国外对高性能铝合金的技术封锁，可满足我国航空航天、武器装备等领域的需求。