[发明专利]一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法

说明书

本发明涉及一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法，属于铝合金加工领域，包括配料、熔铸、均匀化、热轧、固溶淬火、拉伸、时效和后处理步骤；其中，通过对合金加入0.0006‑0.0012％微量的Be元素，减少铸锭的褶皱和冷隔，减少皮下裂纹的形成，提升铸锭的成品率。控制Fe、Mn元素的比例和含量，保证合金在不严格限制Fe、Si含量情况下，仍保持高强耐腐蚀性能。在热轧过程中铸锭固定厚度设置大压下量，强迫铸锭内部变形，提高板材厚度方向的组织均匀性，提高板材心部强度。通过高效的固溶制度，保证板材板形。通过高效的双级时效制度，保证板材高强耐腐蚀性能前提下，降低热处理时间，提高生产效率。

技术领域

本发明属于铝合金加工领域，涉及一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法。

背景技术

铝合金材料具有密度低、焊接性能优良、硬度和比强度高、加工性能良好、耐蚀性较好和韧性较高等优点，长期以来在航空航天、交通运输和武器装备等领域有着广泛的应用。

高强铝合金合金元素含量高、低熔点共晶相多、合金凝固温度区间窄等因素导致铸锭在铸造过程中容易开裂，铸锭的成品率较低。

为了提高高强铝合金的断裂韧性、延伸率、疲劳性能，将Fe、Si元素视为杂质元素，片面的采用降低Fe、Si元素含量来避免带来的不良影响，而采用高纯铝锭、高纯锌锭、高纯镁锭，直接导致合金的成本翻倍提高，因熔炼过程的炉衬、搅拌工具会引入Fe、Si直接限制该合金的回收利用。

目前高强耐腐蚀铝合金主要采用双级时效热处理，时效制度为107℃×(6-8)h+163℃×(24-30)h，时效时间较长，生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法，以解决现有铝合金存在的不足。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种航空用高强耐腐蚀7xxx铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：

S1.配料：按照以下合金元素及质量百分比配制铝合金原料，Si≤0.30％、Fe≤0.45％、Cu：1.3～2.1％、Mg：2.0～2.95％、Zn：5.1～6.05％、Cr≤0.24％、Ni≤0.04％、Ti≤0.03％、Mn≤0.28％且Mn含量＞Fe含量、Be含量为0.0006-0.0012％，即含量为6-12ppm，单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；

S2.熔铸：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为铝合金熔体，熔炼温度740～750℃，随后将铝合金熔体熔铸成铸锭；

S3.均匀化：将熔铸得到的铸锭在均质炉中进行均匀化热处理，减少粗大化合物并降低铸造应力，均匀化制度为(450-470)℃*(10-20)h+(460-475)℃*(8-16)h；将均匀化后的铸锭锯切头尾并铣除表面壳层；

S4.热轧：将锯铣后的铸锭加热至410-430℃，保温3-24h后进行轧制，单道次压下量为30-75mm，终轧温度为400-460℃，轧制速度为1-3m/s，终轧厚度为110mm，得到铝合金板材；

S5.固溶淬火：对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465-478℃，保温时间为65-95min，上下板面水冷淬火，水压为2.0-3.5bar，冷却速度为150-300℃/S；

S6.拉伸：将固溶淬火后的铝合金板材置于拉伸机进行拉伸处理，拉伸量为2.2-2.8％；

S7.时效：将拉伸后的铝合金板材进行双级时效热处理，步骤如下：

S71.第一级时效：从室温升至107℃，升温速率为25-30℃/h，保温3-7h；

S72.第二级时效：从107℃升至177℃，升温速率为18-25℃/h，保温5-9h；