一種飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材及其制備方法，屬于鋁合金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料具有密度小，比強(qiáng)度高，比剛度高，彈性好，抗沖擊性能良好、耐腐蝕，高導(dǎo)電，高導(dǎo)熱，易表面著色，易加工，可回收再生等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)中。隨著飛機(jī)向大型、高速、多載方向發(fā)展，對(duì)機(jī)翼大梁鋁合金材料的強(qiáng)度和韌性要求更聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度和韌性優(yōu)異的飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材，由以下重量百分比的元素組成:Si 0.2-0.4、Zn5.8-6.4,Mg 2.4-3.6,Cu 1.5-2.5,Mn 0.5-1.0,Cr 0.3-0.6,Fe 0.15-0.25,Ti 0.05-0.1、Nb 0.1-0.2,Zr 0.05-0.UCd 0.04-0.08,Pb 0.03-0.06,Ta 0.025-0.045、Sc 0.02-0.03、Gd 0.01-0.02, Lu 0.005-0.015，余量為 Al。
[0005]一種飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按上述元素組成進(jìn)行配料，將爐料投入熔煉爐中熔煉，熔煉溫度735-755°C，待爐料完全熔化后，調(diào)整溫度至720-740°C，采用高純氮?dú)獯等刖珶拕┚珶?，氮?dú)鈮毫?.3-1.6kg/mm,精煉劑用量為熔體重量的0.15-0.25%，精煉15_25min，精煉后靜置20-30min,除去鋁液中的氧化夾雜和氫氣，扒渣后開(kāi)始澆鑄；
(2)采用半連續(xù)直接水冷鑄造方法，控制鑄造溫度為710-730°C，鑄造速度65-75mm/min，冷卻水流量為1600-1800 L/min,冷卻水壓0.1-0.3MPa ；
(3)將上述得到的鑄錠以70-90°C/h升溫至150-180°C，保溫l_2h，再以60_80°C /h升溫至320-350 °C,保溫3-6h ;然后以80-100 V /h降溫至160-190 °C，保溫l_2h，再以 100-150 V /h 升溫至 410-440 V，保溫 4_8h ;然后以 60-80 V /h 降溫至 250-280 V，保溫2-3h，再以50-70°C /h降溫至140-160°C，保溫l_2h ;然后以140_180°C /h升溫至490-510°C，保溫 5-10h，再以 100_150°C /h 降溫至 180_220°C，保溫 l_2h，空冷至室溫；
(4)將上述均勻化處理后的鑄錠加熱至480-500°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為455-475°C，擠壓筒預(yù)熱溫度為420-440°C，擠壓速率為 15-20m/min，出模溫度為 510_530°C ；
(5 )將上述擠壓成型的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至220-260 V，然后放入0-3 V冰鹽水中降溫至50°C以下，再進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.4-0.8% ；
(6)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材鋸切成定尺成品后進(jìn)行人工時(shí)效處理:先以40-50 °C /h 升溫至 90-100°C，保溫 14_18h，再以 50_60°C /h 升溫至 190-21 (TC，保溫 10_15h，再以45-55 °C /h降溫至95-105 °C，保溫14_18h，空冷至室溫，然后以85-95 °C /h升溫至170-190°C，保溫12-16h，再以40_50°C /h降溫至80_90°C，保溫15_20h，空冷至室溫，然后以80-90°C /h升溫至160-180°C，保溫12_16h，空冷至室溫。
[0006]所述精煉劑的制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鈉10-15、氯化鉀5-10、木炭粉2-4、廢玻璃粉3-6、氟硅酸鈉4-8、氟化鈣3_5、氟鋁酸鈉2_4、硅灰石5_10、鋁礬土 8-12、電石渣4-6 ；b.將上述硅灰石、鋁礬土、電石渣混合均勻，粉碎過(guò)200-300目篩，然后加入適量的水濕法球磨12-24h，110-120°C干燥l_2h，再在740_780°C煅燒25_35min，升溫至1180-1220°C繼續(xù)煅燒l_2h，水淬，濕法球磨，烘干，過(guò)200-300目篩，待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至815-835°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌均勻，然后倒入冰水中冷淬，得到破碎的顆粒，濕法球磨，烘干，過(guò)200-300目篩即可。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明鋁合金型材強(qiáng)度極限和屈服強(qiáng)度高，承受載荷大，韌性好，其抗拉強(qiáng)度彡580MPa，屈服強(qiáng)度彡450MPa，伸長(zhǎng)率彡10%，完全滿足飛機(jī)機(jī)翼大梁的性能要求，經(jīng)久耐用，應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種飛機(jī)機(jī)翼大梁用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
Cl)按照重量百分比的元素組成為:Si 0.2-0.4、Zn 5.8-6.4、Mg 2.4-3.6、Cu 1.5-2.5, Mn 0.5-1.0, Cr 0.3-0.6, Fe 0.15-0.25, Ti 0.05-0.K Nb 0.1-0.2, Zr0.05-0.1、Cd 0.04-0.08、Pb 0.03-0.06、Ta 0.025-0.045、Sc 0.02-0.03、Gd 0.01-0.02、Lu 0.005-0.015，余量為Al進(jìn)行配料；
(2)將上述配好的爐料投入熔煉爐中熔煉，熔煉溫度745°C，待爐料完全熔化后，調(diào)整溫度至730°C，采用高純氮?dú)獯等刖珶拕┚珶?，氮?dú)鈮毫?.4kg/mm，精煉劑用量為熔體重量的0.2%，精煉25min，精煉后靜置30min，除去鋁液中的氧化夾雜和氫氣，扒渣后開(kāi)始澆鑄；
(3)采用半連續(xù)直接水冷鑄造方法，控制鑄造溫度為720°C，鑄造速度70mm/min，冷卻水流量為1800 L/min,冷卻水壓0.15MPa ；
(4)將上述得到的鑄錠以80°C/h升溫至160°C，保溫lh，再以70°C /h升溫至330°C，保溫4h ;然后以100°C /h降溫至170°C，保溫lh，再以150°C /h升溫至420°C，保溫6h ;然后以65°C /h降溫至280°C，保溫2h，再以50°C /h降溫至160°C，保溫Ih ;然后以180°C /h升溫至510°C，保溫8h，再以150°C /h降溫至210°C，保溫2h，空冷至室溫；
(5)將上述均勻化處理后的鑄錠加熱至495°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為470°C，擠壓筒預(yù)熱溫度為430°C，擠壓速率為18m/min，出模溫度為520°C ；
(6)將上述擠壓成型的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至24