[发明专利]一种铝合金及其板材的制备方法

说明书

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体是一种铝合金，按重量百分比包括：5～15％锌，3～10％镁，0.5～2.0％铜，0.1～0.5％锰，0.02～0.08％锂，0.01～0.1％锆，0.02～0.1％稀土元素，余量为铝；铝合金是采用铝锭、纯锌，铝‑镁中间合金，铝‑铜中间合金，纯锰，纯锂，纯锆和稀土按上述合金含量配制，进行熔炼及铸锭。本发明以铝锭为基体；其中，锌、镁、铜能够大大提高铝合金的硬度；稀土元素能够降低熔融温度，降低铝合金的孔隙率，提高致密度；锂可以增加铝合金的硬度，还可以减轻铝合金的重量；锰能够增加铝合金的强度、硬度和弹性极限，还能够增加铝合金的耐腐蚀性；锆能够提高铝合金的硬度、强度及耐腐蚀性，锆可以细化铸造组织，提高合金的高温塑性性能。

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体是一种铝合金及其板材的制备方法。

背景技术

铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm，有较高的强度，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用。铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来，价格贵、密度小，相对密度为2.8，与软钢相对密度7.8比较，约轻三分之一，尽管强度相差不多，但对飞机来说，材料轻是最主要的，而且耐腐蚀性较强，加工也方便，故铝合金是制造飞机最理想的材料。

随着技术的不断发展，对材料的性能要求越来越高，韧性不足则成为铝合金的应用短板，直接影响材料的耐疲劳性能和使用寿命，而且铝合金在耐高温和抗腐蚀性能方面也有待提高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金及其板材的制备方法，主要用于航天航空领域。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种铝合金，按重量百分比包括：5～15％锌，3～10％镁，0.5～2.0％铜，0.1～0.5％锰，0.02～0.08％锂，0.01～0.1％锆，0.02～0.1％稀土元素，余量为铝；铝合金是采用铝锭、纯锌，铝-镁中间合金，铝-铜中间合金，纯锰，纯锂，纯锆和稀土按上述合金含量配制，进行熔炼及铸锭。

可选地，稀土元素为镧、铈或钇。

可选地，铝合金按重量百分比包括：8～10％锌，5～7％镁，0.8～1.2％铜，0.2～0.4％锰，0.04～0.07％锂，0.05～0.08％锆，0.05～0.07％稀土元素，余量为铝。

本发明还提供一种铝合金板材的制备方法，包括以下具体步骤：

S1：将铝锭加入熔炼炉中熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后浇注，经挤压成型，得到铸锭；

S2：将铸锭装入热处理加热炉中，在200～300℃下保温1～3小时，使其合金元素均匀的溶入铝基体中，然后在370-390℃下进行热轧，热轧之后进行冷轧，得到板坯；

S3：将轧制变形后的板坯装入热处理炉中进行固化处理，固化温度为650～750℃，固化时间1～2小时，得到铝合金中间板；

S4：将铝合金中间板进行水冷淬火，淬火时间1-1.5小时；

S5：将淬火后的铝合金中间板进行人工时效处理，在150～180℃下保温2～3小时，得到铝合金板材。

可选地，步骤S5之前进行自然时效处理。