[发明专利]一种低加工变形2系铝合金板材的制备方法

说明书

本发明属于铝合金板材制备领域，涉及一种低加工变形2系铝合金板材的制备方法，铝合金原料为：Si≤0.1％、Fe≤0.12％、Cu：3.8～4.4％、Mn：0.30～0.90％、Mg：1.20～1.80％、Cr≤0.1％、Zn≤0.25％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，通过改变2系铝合金板材生产过程中的冷变形方式，使板材内部应力重新分布，降低板材内部的残余应力，从而能够有效解决板材在机械加工过程中变形问题，铝合金板材通过固溶、淬火后大拉伸变形可制得具有优异机械加工性能的铝合金板材。

技术领域

本发明属于铝合金板材制备领域，涉及一种低加工变形2系铝合金板材的制备方法。

背景技术

随着轻量化的提高，航空航天对现代飞行器的性能要求不断提高，飞行器结构设计开始采用大型化、薄壁化和整体化，如整体框、梁、壁板等零件，铝合金具有质量轻、易于成形、强度高等特点，以铝合金材料为主导的大型整体结构件在航空航天领域用量日益递增。航空整体结构件通常采用高强度铝合金厚板直接铣削加工而成，但是由于零件加工刚性差，同时零件内部残余应力的影响，使零件在加工后变形较大。因此，航空航天整体壁板所面对的最突出问题就是加工变形。

为了解决铝合金零件的加工变形问题，目前主要通过一系列先进的加工技术如高速切削技术、电流变技术和激光加工技术等，这些加工技术主要解决了零件在加工过程中的切削力、切削热和夹紧力的问题。但是飞机整体结构件加工变形问题与铝合金板材本身也有关系，由于铝合金板材在生产过程中存在不均匀的温度场和弹塑性变形，板材内部产生了残余应力，残余应力会在板材加工过程中发生释放和重新分布，这是引起零件加工变形的重要原因。因此，通过调整铝合金板材生产工艺来改善板材加工变形至关重要。

2系铝合金属于Al-Cu-Mg合金，该系合金属于可热处理强化合金，具有良好的耐热性能和加工性能，可用作飞机机翼和机身等重要结构件。随着飞行器结构设计采用大型化、薄壁化以及整体化，航空工业对铝合金板材的加工性能提出更高的要求。通常，铝合金板材冷变形方式采用冷轧变形，冷轧变形导致合金板材内部产生大量的残余应力，合金板材在加工过程发生明显的加工变形。为了改善合金板材在加工过程中的变形问题，本发明通过改变铝合金板材的冷加工变形，制备出一种具有优异加工性能的铝合金板材。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决2系铝合金板材生产过程中不均匀的温度场和弹塑性变形，使得板材内部产生了残余应力，残余应力会在板材加工过程中释放和重新分布，引起零件加工变形，影响所加工零件使用的问题，提供一种低加工变形2系铝合金板材的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供一种低加工变形2系铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、熔铸：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si≤0.1％、Fe≤0.12％、Cu：3.8～4.4％、Mn：0.30～0.90％、Mg：1.20～1.80％、Cr≤0.1％、Zn≤0.25％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为700～750℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；

B、均匀化：将步骤A制得的铝合金铸锭进行均匀化处理，铝合金铸锭以40℃/h的升温速率升温至485～493℃，保温5～10h，再以5℃/h升温至495～500℃，保温时间为12～24h，随后风冷至室温；

C、热轧：将均匀化后铝合金铸锭置于加热炉中加热至420～480℃，保温时间为2～10h，将加热保温后铝合金铸锭热轧到38～43mm，终轧温度控制在380～450℃；

D、固溶淬火：将热轧后的铝合金板坯在辊底炉进行固溶处理，其固溶温度为488～500℃，保温时间120～240min，然后出炉水淬；