一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，優(yōu)化后鋁合金成分（按質(zhì)量計）如下：Si：0.22%-0.28%，F(xiàn)e：0.38%-0.42%，Cu：1.50%-1.70%，Mn：0.22%-0.28%，Mg：2.50%-2.70%，Cr：0.18%-0.26%，Zn：5.55%-5.75%，Ti：0.10%-0.20%，Zr：0.01%-0.06%，Al：余量；擠壓成型是擠壓速度為0.6-1.0m/min，鑄棒溫度為420℃±10℃，模具溫度為450℃±10℃，擠壓筒溫度為400℃±10℃。采用本方法生產(chǎn)的鋁合金棒材綜合力學(xué)性能優(yōu)異，導(dǎo)電率高。
【專利說明】一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金制造領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)鋁合金棒材的工藝，特別涉及一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金具有質(zhì)量輕，強度高，耐磨性好，加工后不易變形等優(yōu)點，在汽車、航空航天、航運等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。鋁合金常用來生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件，但是，常用的生產(chǎn)工藝無法滿足航空結(jié)構(gòu)件對鋁合金棒材金相組織、力學(xué)性能等指標(biāo)的要求，特別是無法很好的調(diào)控鋁合金棒材電導(dǎo)率與力學(xué)性能。
[0003]因此，有必要開發(fā)一種新的生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，該工藝生產(chǎn)的鋁合金棒材力學(xué)性能優(yōu)異，電導(dǎo)率高。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.22-0.28wt%, Fe:
0.38-0.42wt%, Cu:1.50% ~1.70wt%,Mn:0.22-0.28wt%,Mg:2.50% ~2.70wt%, Cr:0.18% ~
0.26wt%,Zn:5.55% ~5.75wt%, T1:0.10-0.20wt%, Zr:0.01-0.06wt%, Al:余量，其中Ti+Zr:<0.23wt% ;所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.6-1.0m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為4200C ±10°C，模具溫度為450°C ±10°C，擠壓筒溫度為400°C ±10°C。
[0007]進(jìn)一步,淬火拉伸具體步驟如下:
[0008]1)將擠壓后的型材加熱到455-465°C后水冷淬火；
[0009]2)拉伸步驟I)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.5%~2% ；
[0010]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到460-465°C后水冷淬火；
[0011]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.8-2.2%。
[0012]進(jìn)一步，步驟I)淬火前保溫95-105min，步驟3)淬火前保溫145_155min。
[0013]進(jìn)一步，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為95-105 °C，時效時間為7.7-8.5h;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為165-175 °C，時效時間為13.5-14.5h。
[0014]進(jìn)一步，成分優(yōu)化后招合金成分如下:Si:0.25wt%, Fe:0.4wt%, Cu:1.55%~
1.65wt%，Mn:0.25wt%，Mg:2.55% ~2.65wt%，Cr:0.19% ~0.25wt%，Zn:5.6% ~5.7wt%，Ti:
0.15wt%，Zr:0.03wt%，Al:余量。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)鋁合金棒材的綜合力學(xué)性能優(yōu)異，其抗拉強度可達(dá)531MPa，屈服強度可達(dá)467MPa，延伸率可達(dá)13% ;本發(fā)明生產(chǎn)的鋁合金棒材的導(dǎo)電性能優(yōu)異，電導(dǎo)率可達(dá)到22.58MS/m，完全滿足航空產(chǎn)品的應(yīng)用需求。【具體實施方式】
[0016]下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]實施例1:
[0018]本實施例生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.22wt%，F(xiàn)e:0.42wt%，Cu:1.50wt%，Mn:0.28wt%，Mg:2.50wt%, Cr:0.26wt%，Zn:5.55wt%，T1:0.20wt%, Zr:0.01wt%,Al:余量；所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.6m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為430°C，模具溫度為440°C，擠壓筒溫度為390°C。
[0019]作為本實施例的改進(jìn)，淬火拉伸具體步驟如下:
[0020]1)將擠壓后的型材加熱到455后水冷淬火；
[0021]2)拉伸步驟I)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.5% ；
[0022]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到465°C后水冷淬火；
[0023]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為2.2%。
[0024]作為本實施例的改進(jìn)，步驟I)淬火前保溫105min，步驟3)淬火前保溫145min。
[0025]作為本實施例的改進(jìn)，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為95°C，時效時間為8.5h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為165°C，時效時間為14.5h。
[0026]實施例2:
[0027]本實施例生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.28wt%，F(xiàn)e:0.38wt%，Cu:1.70wt%，Mn:0.22wt%，Mg:2.70wt%, Cr:0.18%，Zn:5.75wt%，T1:0.10wt%, Zr:0.06wt%, Al:余量；所述擠壓成型步驟中擠壓速度為1.0m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為430°C，模具溫度為460°C，擠壓筒溫度為410°C。
[0028]作為本實施例的改進(jìn)，淬火拉伸具體步驟如下:
[0029]1)將擠壓后的型材加熱到465°C后水冷淬火；
[0030]2)拉伸步驟I)淬火后的型材,本步驟拉伸率為2% ；
[0031]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到460后水冷淬火；
[0032]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.8%。
[0033]作為本實施例的改進(jìn)，步驟I)淬火前保溫95min，步驟3)淬火前保溫155min。
[0034]作為本實施例的改進(jìn)，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為105°C，時效時間為7.5h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為175°C，時效時間為13.5h。
[0035]實施例3:
[0036]本實施例生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.25wt%，F(xiàn)e:0.4wt%，Cu:1.55wt%，Mn:0.25wt%，Mg:2.65wt%，Cr:0.19wt%，Zn:5.7wt%，T1:0.15wt%，Zr:0.03wt%,Al:余量；所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.7m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為415°C，模具溫度為455°C，擠壓筒溫度為395°C。
[0037]作為本實施例的改進(jìn)，淬火拉伸具體步驟如下:
[0038]1)將擠壓后的型材加熱到460°C后水冷淬火；[0039]2)拉伸步驟1)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.7% ；
[0040]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到463°C后水冷淬火；
[0041]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為2.0%。
[0042]作為本實施例的改進(jìn)，步驟I)淬火前保溫103min，步驟3)淬火前保溫147min。
[0043]作為本實施例的改進(jìn)，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為98°C，時效時間為8.2h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為173°C，時效時間為13.7h。
[0044]實施例4:
[0045]本實施例生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.25wt%，F(xiàn)e:0.4wt%，Cu:.1.65wt%，Mn:0.25wt%，Mg:2.55wt%，Cr:0.25wt%，Zn:5.6wt%，T1:0.15wt%，Zr:0.03wt%,Al:余量；所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.6-1.0m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為425°C，模具溫度為445°C，擠壓筒溫度為405°C。
[0046]作為本實施例的改進(jìn)，淬火拉伸具體步驟如下:
[0047]1)將擠壓后的型材加熱到464°C后水冷淬火；
[0048]2)拉伸步驟1)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.9% ；
[0049]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到462°C后水冷淬火；
[0050]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.9%。
[0051]作為本實施例的改進(jìn)，步驟1)淬火前保溫97min，步驟3)淬火前保溫153min。
[0052]作為本實施例的改進(jìn)，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為103°C，時效時間為7.7h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為167°C，時效時間為14.3h。
[0053]實施例5:
[0054]本實施例生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.25wt%，F(xiàn)e:0.4wt%，Cu:
1.60wt%，Mn:0.25wt%，Mg:2.60wt%, Cr:0.23wt%，Zn:5.65wt%，T1:0.15wt%，Zr:0.03wt%,Al:余量；所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.8m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為420°C，模具溫度為450°C，擠壓筒溫度為400°C。
[0055]作為本實施例的改進(jìn)，淬火拉伸具體步驟如下:
[0056]1)將擠壓后的型材加熱到462°C后水冷淬火；
[0057]2)拉伸步驟1)淬火后的型材,本步驟拉伸率為1.8% ；
[0058]3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到462°C后水冷淬火；
[0059]4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.8-2.2%。
[0060]作為本實施例的改進(jìn)，步驟I)淬火前保溫lOOmin，步驟3)淬火前保溫150min。
[0061]作為本實施例的改進(jìn)，時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為100°C，時效時間為8h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為170°C，時效時間為14h。
[0062]經(jīng)驗證，上述實施例生產(chǎn)的本發(fā)明的有益效果在于:上述實施例采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)鋁合金棒材的綜合力學(xué)性能優(yōu)異，抗拉強度可達(dá)531MPa，屈服強度可達(dá)467MPa，延伸率可達(dá)13% ;本發(fā)明生產(chǎn)的鋁合金棒材的導(dǎo)電性能優(yōu)異，電導(dǎo)率可達(dá)到22.58MS/m，完全滿足航空產(chǎn)品的應(yīng)用需求。
[0063]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變 ，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，包括成分優(yōu)化、澆注制坯、擠壓成型、淬火拉伸和時效處理步驟，其特征在于:成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.22-0.28wt%,Fe:0.38-0.42wt%, Cu: 1.50% ~1.70wt%, Mn:0.22-0.28wt%, Mg:2.50% ~2.70wt%, Cr:.0.18% ~0.26wt%, Zn:5.55% ~5.75wt%, T1:0.10-0.20wt%, Zr:0.01-0.06wt%, Al:余量，其中Ti+Zr:<0.23wt% ;所述擠壓成型步驟中擠壓速度為0.6-1.0m/min，擠壓成型時鑄棒溫度為420°C ±10°C，模具溫度為450°C ±10°C，擠壓筒溫度為400°C ±10°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，其特征在于，淬火拉伸具體步驟如下: 1)將擠壓后的型材加熱到455-465°C后水冷淬火； 2)拉伸步驟1)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.5%~2% ； 3)將步驟2)拉伸后的型材加熱到460-465°C后水冷淬火； 4)拉伸步驟3)淬火后的型材，本步驟拉伸率為1.8-2.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，其特征在于:步驟1)淬火前保溫95-105min，步驟3)淬火前保溫145_155min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，其特征在于:時效處理時分兩步進(jìn)行，第一步時效溫度為95-105°C，時效時間為7.7-8.5h ;第一步完成即進(jìn)行第二步，第二步時效溫度為165-175°C，時效時間為13.5-14.5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件用鋁合金棒材的工藝，其特征在于:成分優(yōu)化后鋁合金成分如下:Si:0.25wt%，F(xiàn)e:0.4wt%，Cu:1.55%~1.65wt%，Mn:.0.25wt%,Mg:2.55% ~2.65wt%, Cr:0.19% ~0.25wt%, Zn:5.6% ~5.7wt%, T1:0.15wt%, Zr:.0.03wt%, Al:余量。
【文檔編號】B21C23/08GK103589924SQ201310627688
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】龐俊銘, 李延軍, 謝方亮, 馬巖, 曹勇, 劉旭東 申請人:遼寧忠旺集團有限公司