[发明专利]一种添加Er和Pr的高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种添加Er和Pr的高强耐蚀Al‑Zn‑Mg‑Cu合金及其制备方法，属于金属合金技术领域。以重量百分比计，其成分包括Zn7.20‑8.00％，Mg2.00‑2.32％，Cu2.00‑2.46％，Zr0.15‑0.22％，Er0.10‑0.13％,Pr0.15‑0.20％,Si≤0.1％，Fe≤0.1％，其他单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，其余为Al。其中，3.1≤Zn/Mg≤4.0，0.40％≤Zr+Er+Pr≤0.55％。本发明还提供了一种高强耐蚀Al‑Zn‑Mg‑Cu合金的制备方法，生产的高强耐蚀Al‑Zn‑Mg‑Cu合金的抗拉强度620‑635MPa，屈服强度395‑415MPa，延伸率9.5‑11.5％，电导率为34.0‑35.0％IACS，具有优异的综合性能，适于作为高强耐蚀的结构件。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种添加Er和Pr的高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金及其制备方法。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是新一代高强高硬铝合金，由于其低密度、高比强度、且延展性、韧性以及抗疲劳性能好，而广泛应用于航空航天、交通运输、武器装备等领域

随着我国工业不断地发展，各行业对铝合金的综合性能有了更高的标准。尤其是在航空，航海领域上，要求Al-Zn-Mg-Cu系铝合金不仅要有高的强度，良好的断裂韧性和抗疲劳性能，还应具备优良的抗腐蚀性能，因为它们经常受到各种条件的影响，如温度、湿度、加载应力、蠕变和疲劳。但不幸的是，随着Al-Zn-Mg-Cu合金强度的提高，往往伴随着耐蚀性能的降低。研究发现通过成分改性和热处理可改善Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的耐腐蚀性能。但是目前国内在高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金上，无论是基础理论(如新型合金设计、合金强韧化机理研究等)，还是工艺技术(如铸锭制备技术、变形技术、热处理技术等)的研究还不够完善。因此，高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金仍是当前铝加工领域研究的热点和重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度和塑性较好，且耐腐蚀性能优良的Al-Zn-Mg-Cu铝合金及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所提供了一种添加Er和Pr的高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金，所述Al-Zn-Mg-Cu合金的组分及重量百分比为：Zn7.20-8.00％，Mg2.00-2.32％，Cu2.00-2.46％，Zr0.15-0.22％，Er0.10-0.13％，Pr0.15-0.20％，Si≤0.1％，Fe≤0.1％，其他单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，其余为Al；其中，3.1≤Zn/Mg≤4.0，0.40％≤Zr+Er+Pr≤0.55％。

一种采用上述化学成分的高强耐蚀Al-Zn-Mg-Cu铝合金的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼与铸造：以高纯铝、高纯镁、高纯锌和铝锆、铝铜、铝铒、铝镨中间合金为原料，按上述组分及百分含量进行配料；将所述高纯铝、Al-Zr、Al-Cu、Al-Er、Al-Pr中间合金在730-740℃熔化后，再加入所述高纯Zn和高纯Mg，待金属熔化后升温至740-750℃，通入氩气进行精炼处理；精炼处理后搅拌合金熔体并在730℃静置10-20min，静置完毕后捞去合金熔体表面的浮渣，再浇铸到成铸锭；

2)均匀化处理：将步骤1)得到的铝合金铸锭进行均匀化退火处理，退火温度为460-470℃，保温时间为22-26h，出炉空冷至室温；

3)热轧：将步骤2)均匀化处理后的铸锭进行热轧，热轧预热温度为420-440℃，每道次轧制压下率为10％-20％，轧制成板材；

4)固溶处理：将步骤3)得到的板材切边处理，再在470-480℃固溶处理50-70min，之后在室温进行水淬；