[发明专利]一种提高7000系铝合金超大规格模锻件高向性能的方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种提高7000系铝合金超大规格模锻件高向性能的方法，所述方法包含对坯料优化的操作：将坯料进行中低温加热保温，保温时间达到后出炉进行中低温变形，变形后进行再结晶退火；然后开展模锻件预锻、终锻，终锻后进行T7452热处理至最终状态，该方法尤其适用于7050、7085、7449、7056等铝合金。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及提高7000系超高强铝合金模锻件力学、断裂综合性能的工艺方法，具体涉及一种提高7000系铝合金超大规格模锻件高向性能的方法。

背景技术

超大规格铝合金模锻件指的是外轮廓投影面积≥4m²的模锻件，是制备航空武器装备大型整体构件的原材料，是先进航空武器装备研制和发展的基础，是实现装备轻量化、高可靠、长寿命以及低成本的有力保障。

超大规格模锻件的制备流程包括：熔炼、铸造、均匀化退火、坯料、模锻、固溶、冷变形、时效，其中坯料可以采用铸锭，也可以通过轧制、挤压、自由锻的方法制备成轧制板材、挤压材或自由锻件。坯料的组织性能对模锻件最终性能起决定性作用，模锻过程为模锻件提供最终形状。

目前已公开的专利文献和非专利文献集中在普通尺寸规格的锻件或模锻件的组织与性能的研究。专利文献《一种7085铝合金的锻造和热处理工艺》(201610783430.4)和《一种7085铝合金的锻造和热处理工艺》(201711179826.9)公开的锻造坯料均采用铸锭的形式。专利文献《一种高强高韧铝合金锻件及期制备方法》(201810634843.5)、《一种铝合金锻件及其制备工艺》(201811574148.0)、《一种超强超人7055Sc铝合金锻件》(201910131240.8)公开的锻造坯料均为挤压材。已公开的专利文献采用铸锭或挤压材作为坯料，经加热保温后再进行自由锻和模锻，经过热处理后制备成最终的自由锻件和模锻件。

对于超大规格铝合金模锻件需要选用H112状态的轧制板材或自由锻件作为坯料，该状态的坯料中含铁、硅、锰杂质相沿晶界聚集分布，使晶界变“脆”，在后续加热锻造过程中易发生开裂，或将晶界聚集杂质相的组织形貌“遗传”给模锻件造成高向拉伸和断裂性能，尤其高向延伸率和断裂韧性显著降低。这种缺陷在实际生产过程中无法完全避免，采用这样的坯料进行制备模锻件时，模锻件的成品率极低，甚至不足10％。

发明内容

本发明的目的是：提出一种提高7000系铝合金超大规格模锻件高向性能的坯料制备方法，制备的7000铝合金超大规格模锻件坯料具有更高的高向延伸率和高向断裂韧度。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高7000系铝合金超大规格模锻件高向性能的方法，所述方法包含对坯料进行优化的步骤，所述坯料优化具体操作为：将坯料进行中低温加热保温，保温时间达到后出炉进行中低温变形，变形后进行再结晶退火；所述中低温指低于7000系铝合金的再结晶温度；所述保温时间根据坯料厚度规格确定。

所述方法包含以下步骤：

步骤一、坯料优化：

坯料加热：将坯料在加热炉中进行中低温加热保温，坯料加热温度150℃～300℃；

坯料变形：保温到时出炉后进行锻造或轧制变形，坯料变形量为10％～20％；

再结晶退火处理；

步骤二、预锻和终锻：

预锻：将经过优化后的坯料在加热炉中进行加热保温，保温时间根据坯料厚度规格确定；坯料出炉后进行自由锻或模锻成预锻件；

终锻：将预锻件在加热炉中进行加热保温，保温时间根据预锻件最大厚度规格确定；预锻件出炉后进行最后一火次模锻成最终锻件；

步骤三、热处理