[发明专利]一种铝锂合金板表面包铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种铝锂合金板表面包铝的制备方法，属于金属的热加工技术领域。

背景技术

铝锂合金具有高比强度、高比刚度、优良的耐损伤性能等特点，其薄板非常适用于飞机蒙皮材料。目前，我国正在和即将应用的铝锂合金薄板主要为Al-Mg-Li系以及Al-Cu-Li-X系两类，其中前者具有良好的焊接性能和耐蚀性能，但加工性能较差，薄板轧制时具有较强的开裂倾向，导致板材的成品率不高；而后者具有较高的强度和优良的耐损伤性能，但在T3状态使用时具有较为显著的晶间腐蚀倾向。上述两种问题的存在，限制了铝锂合金薄板的推广应用。

通过表面包铝的方式在薄板表面附加0.1～0.2mm厚的包铝层可以有效的抑制薄板的轧制开裂倾向，包铝层厚度为20～80μm时可以在不影响合金性能的情况下有效提高板材的耐腐蚀性能。然而由于铝锂合金中Li元素在加热时非常容易氧化，并在表层形成疏松且较厚的脱锂层，传统的表面包铝方法受到氧化膜的影响无法在合金表面形成紧密结合的纯铝层，导致包铝工艺无法实施。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种铝锂合金板表面包铝的制备方法，其目的是消除铝锂合金表面氧化层的影响，合金与纯铝层结合紧密，提高了包铝层厚度的精度，有效改善合金的加工工艺性能与耐蚀性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种铝锂合金板表面包铝的制备方法，所述铝锂合金是Al-Mg-Li-X系以及Al-Cu-Li-X系铝锂合金，其特征在于：该方法的步骤是：

⑴扁锭铣面处理：将均匀化处理后的铝锂合金扁锭以及包铝用的纯铝板进行高速铣面处理，铣面时去除表面氧化层并得到光亮表面；

⑵焊接：将铣面后的纯铝板与铝锂合金扁锭叠放在一起，通过激光或搅拌摩擦焊接将两者沿边缘焊接在一起，但在边缘上保留5～10mm的开口；

⑶抽真空处理：在上述开口处安装抽真空装置，对纯铝板与铝锂合金扁锭之间的空隙抽真空至0.01～0.1Pa，检查无漏气点后，将该开口焊接封死，使纯铝板与铝锂合金扁锭沿边缘形成闭环；

⑷热轧焊合：将步骤⑶焊接好的扁锭放入加热炉内加热到300～500℃，待扁锭热透后送入轧机进行2～3道次的热轧焊合处理，轧制道次压下量控制在2～5mm，将热轧焊接后的坯料进行切边处理，去除轧制时边部未结合的飞边；

⑸重新加热轧制：将步骤⑷切边处理后的坯料重新放入加热炉中加热到420℃～470℃进行热轧处理，经过热粗轧及热精轧至规定厚度后成卷，获得带有包铝层的铝锂合金板。包铝层的厚度为0.1～0.2mm。

本发明技术方案的优点是：

1、采取该方法可以对传统制备工艺中无法包铝的Al-Mg-Li-X系以及Al-Cu-Li-X系铝锂合金进行包铝处理，从而改善前者的加工性能与后者的耐蚀性能；

2、相对其他的改善铝锂合金加工性能与耐蚀性能的方法，本发明的表面包铝方法具有操作工艺简便，便于大工业化生产实施，利于生产控制等优点。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

该种铝锂合金板表面包铝的制备方法适用的铝锂合金是Al-Mg-Li-X系以及Al-Cu-Li-X系铝锂合金，合金成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%，Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%中的任意1～5种，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al。该方法的步骤是：

⑴扁锭铣面处理：将均匀化处理后的铝锂合金扁锭以及包铝用的纯铝板进行高速铣面处理，铣面时去除表面氧化层并得到光亮表面；

⑵焊接：将铣面后的纯铝板与铝锂合金扁锭的两面叠放在一起，通过激光或搅拌摩擦焊接将两者沿边缘焊接在一起，但在边缘上保留5～10mm的开口；

⑶抽真空处理：在上述开口处安装抽真空装置，对纯铝板与铝锂合金扁锭之间的空隙抽真空至0.01～0.1Pa并保持稳定后，检查无漏气点，将该开口焊接封死，使纯铝板与铝锂合金扁锭沿边缘形成闭环；

⑷热轧焊合：将步骤⑶焊接好的扁锭放入加热炉内加热到300～500℃，待扁锭热透后送入轧机进行2～3道次的热轧焊合处理，轧制道次压下量控制在2～5mm，将热轧焊接后的坯料进行切边处理，去除轧制时边部未结合的飞边；