[发明专利]一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺

说明书

一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺。工艺流程如下：合金铸锭均匀化→铸锭挤压成园锭坯→园锭坯反挤压成管初坯→管初坯拉伸→中间退火→拉伸→成品退火。本发明通过先对均匀化铸锭挤压开坯，将铸锭组织转变为变形组织，有效改善坯锭在管初坯热挤压过程中的热变形能力，随后采用反向穿孔挤压制备管初坯；再根据铝镁钪合金冷变形‑退火过程中回复‑再结晶特点，优化出管坯后续拉拔‑退火工艺及参数，成功制备铝镁钪合金管材；解决了铝镁钪合金管材制备中热变形容易开裂、管坯冷变形抗力大、拉拔过程中管材容易断裂的难题。与现有的5A06合金管材相比，本发明的合金管材抗拉强度和屈服强度分别提高28％和56％，伸长率仍然保持在18.7％的高水平。

技术领域

本发明涉及到一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，属于铝合金制备技术领域。

背景技术

现有的5A06铝合金耐腐蚀、成型性能好，航空器上许多管道都是采用这种合金，为了减轻航空器本身的重量，增加其有效载荷，应用部门希望研制出一种强度更高的新型铝合金管材。铝镁钪合金是在铝镁合金基础上采用Sc和Zr复合微合金化的改进型合金，相对于铝镁合金，依Sc含量的不同，铝镁钪合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了25～35％和40～65％，塑韧性仍然保持在比较高的水平，然而由于变形抗力增加，铝镁钪合金热变形和冷变形相对变得困难。迄今为止，铝镁钪合金还只有板材、锻件供应。

现有技术中，铝合金管材通常采用铸锭均匀化处理后进行挤压制备管材，由于铝镁钪合金变形抗力大，其热变形和冷变形相对变得困难，采用现有铝合金管材生产工艺制备管材，通常出现管坯表面粗造、出现横向裂纹等现象，无法制备出合格的管材。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺。

本发明一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，包括以下步骤：

第一步：锭坯预处理

将铸锭均匀化后进行热挤压变形，得到挤压态园锭坯；所述热挤压变形工艺参数为：挤压温度420～450℃，挤压比7:1～10:1；优选挤压温度440℃，挤压比8：1；

第二步：成型管初坯

将第一步得到的挤压态园锭坯(挤压坯)在反向卧式挤压机上反向穿孔挤压成管初坯；

第三步：初坯后处理

将第二步得到的初坯依次进行一次退火、一次冷拉、中间退火、二次冷拉、成品退火。

本发明一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第一步中，铸锭采用半连续铸造成锭，铸造工艺为：铸造温度700-720℃、水压0.05～0.18MPa，铸造速度为30～40mm/min.

本发明航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第二步中，成型管初坯工艺参数为：挤压温度为420～450℃，挤压比为35:1～45:1，挤压速度1.0～1.5mm/s。

本发明一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第三步中，一次退火工艺参数为：初坯在420-460℃保温退火1-2小时，随炉冷却到120℃±10℃之后空冷；优选一次退火工艺参数为：退火温度450℃，保温时间1小时。

本发明航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第三步中，一次冷拉工艺参数为：冷拉变形量为20～30％；优选的一次冷拉工艺参数为：冷拉变形量为24％。

本发明一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第三步中，中间退火工艺参数为：退火温度480-510℃，保温时间1.5～2.5小时；优选的退火温度为500℃，保温时间1小时。

本发明航空用铝镁钪合金管材的制备工艺，第三步中，二次冷拉工艺参数为：，冷拉变形量为28～35％；优选的冷拉变形量为32％。