[发明专利]一种航空用铝合金材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种航空用铝合金材料的制造方法，该铝合金材料由以下质量百分比的元素组成：0<Si<0.1％，Fe0.15‑0.2％，Cu4.6‑5.5％，Mn0.3‑0.5％，Mg1.1‑2.2％，0<Cr<0.04％，Zn7.4‑8.4％，Zr0.15‑0.2％，0<Ti<0.1％，Cd0.1‑0.2％，B0.01‑0.2％，Sc0.1‑0.2％，Ce0.15‑0.3％，V0.05‑0.1％，Re0.05‑0.2％，余量为Al和杂质。本发明铝合金材料性能突出，制造成本低，同时具有优异的强度、韧性和耐热性。

技术领域

本发明属于铝合金材料领域，尤其涉及一种航空用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的制造方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于7系超高强度铝合金，该系列合金屈强比和比强度很高，具有很高的室温强度、好的耐腐蚀性能和高的韧性，被广泛应用于航空和航天领域。目前，国内外已开发出了7050、7055、7068、7150等一系列超高强度铝合金，然而，随着航空航天技术的快速发展，目前对于Al-Zn-Mg-Cu系铝合金在强度、韧性、耐热性以及制造成本方面提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高强度、高韧性、高耐热性且制造方法操作简单、成本较低的Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金及其制备工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种超高强度航空用铝合金材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：(1)配料：所述铝合金材料各元素的质量百分比为：0&lt;Si&lt;0.1％，Fe0.15-0.2％，Cu4.6-5.5％，Mn0.3-0.5％，Mg1.1-2.2％，0&lt;Cr&lt;0.04％，Zn7.4-8.4％，Zr0.15-0.2％，0&lt;Ti&lt;0.1％，Cd0.1-0.2％，B0.01-0.2％，Sc0.1-0.2％，Ce0.15-0.3％，V0.05-0.1％，Re0.05-0.2％，余量为Al和杂质，其中8&lt;Zn/Mg+Cu&lt;12.4，9&lt;Zn+Mg+Zr&lt;11.6，按照上述质量百分比配料，Al、Mg、Zn和Cu以纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、阴极铜的形式准备原料，Si、Fe、Mn、Cr、Zr、Ti、Cd、B、Sc、Ce、V、Re以中间合金的形式准备原料；

(2)熔炼：将纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、阴极铜投入熔炼炉进行熔炼，熔炼温度725-765℃，熔炼过程中采用电磁搅拌器进行充分搅拌，随后投入Si、Fe、Mn、Cr、Zr、Ti、Cd、B、Sc、Ce、V、Re的各中间合金原料，调整温度为745-770℃，待完全熔化后取样分析化学成分，看是否满足成分控制要求，如有必要进行成分控制调整得到铝合金熔体；

(3)精炼：加入精炼剂对熔体进行精炼，以消除熔体内气体、氧化膜及夹杂物；

(4)扒渣和搅拌：扒渣后对铝合金熔体进行搅拌，并随后静置25-45分钟，等待铸造；

(5)铸造：采用半连续铸造法进行铸造，半连续铸造温度为730℃～750℃，铸造速度为40mm/min～60mm/min，冷却水强度为0.06MPa～0.12MPa，并且结晶器内布置电磁感应线圈，磁场的频率为1000～3000Hz，结晶器中心位置的磁场强度为15～25mT。