[发明专利]一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺

说明书

本发明涉及铝合金热变形及热处理技术领域，具体涉及一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺。本发明的制备工艺将热轧板材/热锻完毕的锻件固溶淬火处理后，在一定温度下保温一段时间，进行一定变形量的轧制处理，随后进行二次固溶淬火+冷变形+人工时效处理。固溶淬火后，中温加热保温；随后的中温轧制变形轧制会引入一定的变形储能，使板材在二次固溶处理中发生一定程度的再结晶，消除热轧板材中晶粒间的平直晶界，形成部分“嵌套”形貌，从晶界形貌以及界面“纯净度”两个方面获得改善，提高合金的综合性能。

技术领域

本发明涉及铝合金热变形及热处理工艺，具体涉及一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺，特别是一种提高铝锂合金板材及锻件综合性能的制备工艺。

背景技术

随着航空航天领域高可靠、高减重需求的不断发展，具有高比刚度、高比强度以及优良耐损伤性能的铝锂合金已经逐渐成为上述领域的重要选材。为了进一步降低密度、提高强度，增加Li、Cu含量同时采用多元微合金化的方式已经成为高性能铝锂合金的发展趋势。然而，随着Cu、Li含量的增加，从均匀化缓冷时析出的粗大片针状析出相(魏氏体)容易“遗传”到最终材料中，同时，多元微合金化在提高合金断裂韧度、耐损伤性能的同时，也抑制了再结晶的形成，使热轧时的平直晶界得以保留；粗大的残余“魏氏体“以及平直晶界导致了合金较高的各向异性、较低的抗应力腐蚀性能以及较低的高向塑性，直接影响了合金的应用。

发明内容

本发明的目的是：提出一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺，以解决高合金含量铝锂合金板材及锻件中在晶界、亚晶界上存在的大尺寸片状“魏氏体”组织以及大量原始平直晶界从而影响合金综合性能的技术问题，通过该方法可使合金板材在强度不降低的情况下，塑性、断裂韧度、腐蚀性能、疲劳性能等综合性能获得较大提升。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高铝锂合金产品综合性能的制备工艺，将合金锭坯加热后，进行一次热变形，当变形到产品预定厚度的1.1-1.2倍时冷却至室温，然后进行固溶淬火处理；将固溶处理后的合金锭坯在加热炉内二次加热变形，保温，然后取出进行热轧或者热压变形到产品预定厚度；随后进行二次固溶淬火+冷变形+人工时效处理。

所述制备工艺包含以下步骤：

步骤一、一次热变形：将坯料放入加热炉内进行加热，加热温度380℃～560℃，待合金锭坯热透后进行热变形，预留10～20％的二次变形余量；

步骤二、固溶淬火：将经过步骤一处理的合金锭坯进行固溶淬火处理，固溶温度490℃～545℃，室温水冷却；

步骤三、二次热变形：将所述合金锭坯放入加热炉内加热，加热温度220℃～340℃，进行保温；保温完毕后，取出进行二次变形，直至达到预定厚度，然后空冷至室温；

步骤四、二次固溶淬火处理：将所述合金锭坯进行二次固溶淬火处理，固溶温度495℃～550℃，进行保温；保温完毕后室温水冷却；

步骤五、冷变形处理：二次淬火后的合金锭坯在不大于4h内完成冷拉伸或冷压缩处理；

步骤六、冷变形的合金锭坯进行人工时效处理。

步骤三中保温时间10～24h。

步骤四中保温时间为第一次固溶处理的1/2～2/3。

步骤五中冷变形量范围为3.0～7.0％。

人工时效处理可以为单级人工时效处理或双级人工时效处理。

单级时效温度135℃～175℃。

双级时效时一级时效温度115℃～125℃，二级时效温度140～165℃。