一種飛機掛架用高強度鋁合金型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機掛架用高強度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，比強度高，比剛度高，彈性好，抗沖擊性能良好、耐腐蝕，高導電，高導熱，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。飛機掛架是飛機上的重要部件，尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，承受靜載荷和沖擊載荷都較大，因此必須要求制造飛機掛架的鋁合金材料機械強度優(yōu)異，以滿足飛機掛架的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種飛機掛架用高強度鋁合金型材及其制備方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種飛機掛架用高強度鋁合金型材，其特征在于，由以下重量百分比的元素組成:Cu 4.2-5.6、Mn 0.8-1.4、Co 0.3-0.6、Si 0.02-0.04、Mg 0.04-0.08、Fe 0.05-0.15、Ti0.2-0.4、Cd 0.15-0.25、V 0.1-0.2、Zr 0.05-0.15、Ir 0.03-0.06、Mo 0.025-0.035、B0.015-0.025、Ce 0.02-0.03, Tb 0.01-0.02, Pm 0.005-0.015，余量為 Al。
[0005]一種飛機掛架用高強度鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)按上述元素組成進行配料，將爐料投入熔煉爐中熔煉，熔煉溫度730-760V，待爐料完全熔化后，調(diào)整溫度至715-745°C，采用高純氮氣吹入精煉劑精煉，氮氣壓力為1.2-1.6kg/mm,精煉劑用量為熔體重量的0.15-0.25%，精煉15_20min，精煉后靜置20-30min，除去鋁液中的氧化夾雜和氫氣，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用半連續(xù)直接水冷鑄造方法，控制鑄造溫度為705-725°C，鑄造速度70_80mm/min，冷卻水流量為1700-1900 L/min,冷卻水壓0.1-0.2MPa ；
(3)將上述得到的鑄錠以150-200°C/h升溫至320-360°C，保溫3_5h，再以60-90°C /h降溫至180-220°C，保溫2-3h ;然后以100_150°C /h升溫至440_480°C，保溫4_8h，再以 80-120°C /h 降溫至 220-250°C，保溫 2_3h ;然后以 50_80°C /h 升溫至 350_380°C，保溫3-6h，再以60-90°C /h升溫至505-525 °C，保溫5_10h ;然后以100_150°C /h降溫至210-240°C，保溫2-3h，再以80_120°C /h升溫至420_460°C，保溫3_5h，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450-470°C，擠壓筒預(yù)熱溫度為425-455°C，擠壓速率為 12-16m/min，出模溫度為 510_530°C ；
(5)將上述擠壓成型的鋁合金型材強風風冷至250-280°C，然后放入0-3°C冰鹽水中降溫至50°C以下，再進行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.5-1% ；
(6)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材鋸切成定尺成品后進行人工時效處理:先以75-85 °C /h升溫至150-170°C，保溫12_16h，空冷至室溫，然后以90-100°C /h升溫至195-205°C，保溫10-15h，再以50-60°C /h降溫至85-95°C，保溫15_20h，空冷至室溫，然后以 45-55°C /h 升溫至 90-110°C，保溫 14_18h，再以 35-45°C /h 升溫至 160_190°C，保溫12-16h，再以50-60°C /h降溫至60-70°C，保溫16_22h，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)明鋁合金型材組織致密，性能均勻可靠，無疏松氣孔、夾渣等鑄造缺陷，力學性能優(yōu)異，強度高，剛度高，韌性好，尺寸穩(wěn)定性好，具有優(yōu)良的抗疲勞和耐腐蝕性能，完全滿足飛機掛架的使用要求，應(yīng)用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0008]一種飛機掛架用高強度鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照重量百分比的元素組成為:Cu4.2-5.6、Mn 0.8-1.4, Co 0.3-0.6, Si0.02-0.04, Mg 0.04-0.08, Fe 0.05-0.15, Ti 0.2-0.4, Cd 0.15-0.25, V 0.1-0.2,Zr 0.05-0.15、Ir 0.03-0.06, Mo 0.025-0.035、B 0.015-0.025、Ce 0.02-0.03, Tb0.01-0.02、Pm 0.005-0.015，余量為 Al 進行配料;
(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，采用高純氮氣吹入精煉劑精煉，氮氣壓力為1.5kg/mm，精煉劑用量為熔體重量的0.2%，精煉20min，精煉后靜置30min，除去鋁液中的氧化夾雜和氫氣，扒渣后開始澆鑄；
(3)采用半連續(xù)直接水冷鑄造方法，控制鑄造溫度為710°C，鑄造速度75mm/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180°C/h升溫至360°C，保溫4h，再以90°C /h降溫至180°C，保溫2h ;然后以150°C /h升溫至480°C，保溫6h，再以120°C /h降溫至240°C，保溫2h ;然后以80°C /h升溫至380°C，保溫5h，再以70°C /h升溫至520°C，保溫8h ;然后以120°C /h降溫至240°C，保溫3h，再以120°C /h升溫至460°C，保溫4h，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460°C，擠壓筒預(yù)熱溫度為435°C，擠壓速率為14m/min，出模溫度為520°C ；