[发明专利]综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金及其制备方法

权利要求书

1.一种综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金，其特征在于，以质量百分数计，所述综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金包括主合金元素与微合金元素，主合金元素为Al-Zn-Mg，微合金元素包括Cu，Zr，Cr，Mn，Ti，Fe，Si中的1种或者2种以上，余量为Al和不可避免的杂质；

其中，微合金元素的质量配比满足条件(1)，主合金元素的质量配比满足条件(2)：

0＜Cu≤0.6％，0.05％＜Zr≤0.25％，0.05％＜Cr≤0.3％，

0.05％＜Mn≤0.5％，0.02％≤Ti≤0.10％，Fe＜0.2％，Si＜0.2％         (1)

5.5％＜Zn≤7.9％，1.2％＜Mg≤2.5％，余量为Al；(2)。

2.根据权利要求1所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金，其特征在于，3.4≤Zn/Mg≤5.3，0＜Zr+Cr+Mn≤0.9％，单一杂质的质量百分数少于0.05％，杂质总质量百分含量不超过0.3％。

3.根据权利要求1所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金，其特征在于，本发明的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的屈服强度为450-550MPa，抗拉强度为470-570MPa，延伸率为15-23％。

4.权利要求1-3任意一项所述综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，包括：熔铸-均匀化工艺-挤压-固溶及时效工艺；具体包括下述步骤：

S1.熔铸：按设计的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金组分配比合金各组分，加热至730～750℃熔化后铸造得到合金铸锭；

S2.铸锭均匀化处理：将铸锭以3-20℃/min的加热速率升温到460-520℃，保温12-36小时，然后出炉空冷，得到均匀化处理后的合金；

S3.挤压：将均匀化处理后的合金铸锭去除表面氧化表皮后进行挤压处理得到挤压态合金坯料；

S4.固溶及时效处理：将挤压态合金坯料进行固溶及时效处理，得到综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金。

5.根据权利要求4所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，步骤S1中，熔炼包括以下步骤：

准备纯铝、纯锌、纯镁、纯铜、Al-10Cr、Al-10Zr、Al-10Mn和Al-5Ti-B作为原料，其中铝的质量纯度≥99.98％，纯锌、纯镁和纯铜的质量纯度均≥99.98％；

在保护气氛条件下，将纯铝置于加热到700-730℃形成铝熔体；

在保护气氛条件下，将纯铜、Al-10Cr、Al-10Zr、Al-5Ti-B和Al-10Mn放入熔体中，将溶液升温至730-750℃使合金完全熔化，然后在搅拌条件下保温5-8min；

在保护气氛条件下，将纯锌和纯镁加入到熔体中，搅拌至纯锌和纯镁完全熔化，随后除气除渣。

6.根据权利要求5所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，除气时采用氩气，通入时间20-40min；搅拌方式为机械搅拌。

7.根据权利要求4所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，所述S1中，铸造步骤为：在铸造温度为720℃～735℃、铸造速度为200～400mm/min，最后进行剪切处理。

8.根据权利要求4所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，所述的S3中，挤压比为10-40；挤压温度为460-540℃；挤压速度为2mm/s-5mm/s；挤压后冷却速率大于30℃/s。

9.根据权利要求4所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，所述的S4中，固溶处理工艺为：温度450-485℃，保温时间0.5-3小时，室温水淬。

10.根据权利要求4所述的综合性能优异高强度Al-Zn-Mg合金的制备方法，其特征在于，所述的S4中，时效工艺为：温度100-225℃，保温时间10-72小时，出炉空冷。