[发明专利]一种优良焊接性的2xxx系铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种优良焊接性的2xxx系铝合金及其制备方法。该铝合金为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝铜合金，其重量百分比包含如下元素：3.5‑6.5％Cu，0.3‑0.8％Mn，1.2‑1.5％Mg，Si＜0.1％，Fe＜0.05％，0.14‑6.89％Ti，0.06‑3.11％B，余量为Al。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及到一种优良焊接性的2xxx系铝合金及其制备方法。

背景技术

2xxx系(铝铜系)铝合金，是最早被发现的时效硬化铝合金，具有较高的室温强度及良好的高温和超低温性能，常被应用于航空航天和运载火箭的液氢与液氧贮箱，以及某些结构件。2xxx系铝合金为共晶型铝合金，焊接中会出现枝晶和沿晶界分布的共晶组织，因此会在焊缝处产生结晶裂纹，拉伸过程中，造成应力集中，塑性较差。由于2xxx系铝合金的可焊性和抗蚀性能差，而且由于焊接热的影响，使焊接状态的焊接街接头的强度比基体的强度显著的降低，使得2xxx系铝合金很少作为焊接结构件来应用。

鉴于2xxx系铝合金优异的力学和高温性能，与现代航空航天工业趋于轻量化的发展，2xxx系铝合金越来越注重焊接结构件的应用，这就要求2xxx系铝合金具有较高的焊接性能。目前国内外，对于2xxx系铝合金焊接性能的提高，还主要停留在调控合金元素的含量，添加微量合金和稀土元素，析出一种难溶析出相来细化晶粒，提高强度，但对于焊接金属强度的提高并没有那么有效，焊接接头强度仅为母材合金的50-60％。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明目的提供了一种含有TiB₂颗粒的铝铜系铝合金，原位合成的TiB₂颗粒提供了大量的形核位点，抑制在焊接中热影响晶粒长大和热裂性行为的优良焊接性的2xxx系铝合金及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案来实现的：

一种优良焊接性的2xxx系铝合金，其特征在于，该铝合金为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝铜合金，其重量百分比包含如下元素：3.5-6.5％Cu，0.3-0.8％Mn， 1.2-1.5％Mg，Si＜0.1％，Fe＜0.05％，0.14-6.89％Ti，0.06-3.11％B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝铜合金，其重量百分比包含如下元素：5.5％Cu，0.5％Mn，1.2％Mg，Si＜0.1％，Fe ＜0.05％，2.8％Ti，1.2％B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝铜合金，其重量百分比包含如下元素：6.0％Cu，0.4％Mn，1.2％Mg，Si＜0.1％，Fe ＜0.05％，1.4％Ti，0.6％B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝铜合金，其重量百分比包含如下元素：6.0％Cu，0.5％Mn，1.2％Mg，Si＜0.1％，Fe ＜0.05％，5.6％Ti，2.4％B，余量为Al。

本发明还公开了一种优良焊接性的2xxx系铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将纯铝加入坩埚中，加热熔融后，加入JZF-03型高温覆盖剂，覆盖均匀后升温至650-800℃熔炼，然后加入混合均匀并烘干的KBF₄和K₂TiF₆盐进行原位反应，并在机械搅拌下使其充分反应；

S2：然后依次加入Cu粒、Al-Mn合金、Mg粒，加入精炼剂进行除气精炼，随后除去反应副产物，静置冷却得到铸锭；

S3：将S2所得铸锭车去表面，进行热挤压或热轧得到型材或板材。