[发明专利]包覆的2xxx系列航空航天产品

说明书

本发明涉及一种轧制复合航空航天产品(10)，其包括2XXX系列芯层(20)，优选AA2024系列铝合金，和耦合到所述2XXX系列芯层的至少一个表面的Al‑Mn合金层(30)，其中所述Al‑Mn合金层(30)是包含0.3％至2.0％的Mn的3XXX系列铝合金。

发明领域

本发明涉及一种轧制复合航空航天产品，其包括2XXX系列芯层和耦合到2XXX系列芯层的至少一个表面的铝合金层。该轧制复合产品理想地适用于结构性航空航天部件。本发明进一步涉及一种制造轧制复合航空航天产品的方法。

发明背景

在航空航天工业中，AA2024系列铝合金及其变型被广泛用作高损伤耐受铝合金，主要处于T3状态或其修饰态(modification)下。这些铝合金产品具有相对高的强度重量比，并表现出良好的断裂韧性、良好的疲劳性能和足够的耐腐蚀性。

几十年来，为了提高耐腐蚀性，AA2024系列合金产品可以作为在一侧或两侧具有相对薄的包覆层的复合产品提供。包覆层通常具有较高的纯度，它的腐蚀保护AA2024芯合金。包覆层包括基本上非合金的铝。一般来说，经常提到1XXX系列铝合金，其包括1000型、1100型、1200型和1300型的亚类。然而，实际上，用于包覆层的1XXX系列铝合金是相当纯的，其具有以下的组成：Si+Fe0.7％，Cu0.10％，Mn0.05％，Mg0.05％，Zn0.10％，Ti0.03％，余量为铝。

包覆有1XXX系列合金的AA2024系列铝合金也可以进行阳极氧化处理。与裸金属相比，阳极氧化可提高耐腐蚀性和耐磨性，并为底漆和粘合剂提供更好的附着力。阳极氧化制品被应用于例如机翼、水平尾翼、垂直尾翼或机身的蒙皮面板中的结构粘合剂金属粘结。进一步的已知应用包括夹层结构，其中一个或多个(玻璃)纤维增强层利用粘合剂粘结插入到铝板或铝片之间，从而产生所谓的纤维金属层压板。专利文献WO-2017/183965-A1(Fokker)公开了一种对铝合金进行阳极氧化的方法，其用于施加多孔阳极氧化涂层，为后续施加粘合剂粘结层和/或底漆层做准备。

1XXX系列合金作为包覆层的一个缺点是这些合金非常软并且在产品处理过程中对表面损伤很敏感。并且在成型操作期间，这可能导致例如粘模。

发明描述

如在下文应理解，除非另外指示，否则铝合金和回火名称是指如铝业协会(Aluminium Association)在2018年发布的铝标准和数据以及注册记录(AluminiumStandards and Data and the Registration Records)中的铝业协会名称，并且是本领域技术人员众所周知的。回火名称也在欧洲标准EN515中有所规定。

对于合金组成或优选合金组成的任何描述，除非另外指示，否则所有对百分比的提及均按重量百分比计。

如本文所用的术语“至多”和“至多约”明确包括但不限于其所指代的特定合金组分的重量百分比为零的可能性。例如，至多0.25％的Zn可以包括不具有Zn的铝合金。

就本发明而言，片状产品或片材应被理解为厚度不小于1.3mm(0.05英寸)且不大于6.3mm(0.25英寸)的轧制产品，并且板材或板状产品应被理解为厚度大于6.3mm(0.25英寸)的轧制产品。另见铝标准和数据，铝业协会，第5章术语，1997年。

本发明的目的是提供一种基于2XXX系列合金并提供耐腐蚀性和可成型性的改进平衡的轧制航空航天产品。

本发明通过提供一种轧制复合航空航天产品而满足或超越了该目的和其他目的以及进一步的优点，该产品包括2XXX系列芯层(其中该芯层具有两个面)，以及耦合到所述2XXX系列芯层的至少一个表面或面的Al-Mn合金层。该Al-Mn合金是包含0.3％至2.0％的Mn、优选0.5％至1.8％的Mn、更优选0.5％至1.5％的Mn的3XXX系列铝合金。