專利名稱：一種鋁合金棒材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金棒材及其制造方法。
背景技術(shù)：
2D70鋁合金是應(yīng)用廣泛的航空器用中強(qiáng)度變形鋁合金材料，化學(xué)組成與相組成
都極為復(fù)雜，易生成難熔的化合物，合金中主要元素含量、配比以及雜質(zhì)含量對(duì)鑄錠和成品的組織和性能有很大的影響。現(xiàn)有的2D70 T6鋁合金的抗拉強(qiáng)度為390MPa、屈服強(qiáng)度為335MPa、延伸率為6.0X，力學(xué)性能低，限制了鋁合金的在航空器上的廣泛應(yīng)用；現(xiàn)有的制造方法制備的2D70鋁合金常常出現(xiàn)粗晶組織，而且鑄錠易開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的2D70鋁合金的力學(xué)性能低，現(xiàn)有的制造方法制備出的2D70鋁合金常常出現(xiàn)粗晶組織，鑄錠易開(kāi)裂的問(wèn)題，提供一種鋁合金棒材及其制造方法。
本發(fā)明的鋁合金棒材按質(zhì)量百分比由按質(zhì)量百分比由92. 45% 94. 85%的Al、2. 0 % 2. 6 %的Cu、1. 2 % 1. 8 %的Mg、0. 1 % 0. 25 %的Si、0. 9 % 1. 4 %的Fe、0. 05% 0. 1%的Ti和0. 9% 1. 4%的Ni制成。 本發(fā)明的一種鋁合金棒材的制造方法按以下步驟進(jìn)行一、按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :92. 45% 94. 85%、Cu :2. 0% 2. 6%、Mg :1. 2% 1. 8%、Si :0. 1% 0. 25%、Fe :0. 9% l眉、Ti :0. 05% 0. 1%和Ni :0. 9% 1. 4%分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為1 : 3 6，然后將重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金加入到干燥的熔煉爐中熔煉成鋁合金熔液；二、將步驟一中所得的鋁合金熔液鑄造成鋁合金圓鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行均勻化退火；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金棒材半成品進(jìn)行淬火處理；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金棒材半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到本發(fā)明的鋁合金棒材。 所述步驟一中的熔煉是按如下步驟進(jìn)行的a、先將重熔用鋁錠、鋁鈦中間合金、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金和鋁鎳中間合金加入到熔煉爐中，加熱；b、當(dāng)加入的重熔用鋁錠及中間合金熔化下塌前按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0. 5% 0. 6%加入覆蓋劑，然后加入電解銅，加熱攪拌使電解銅全部熔化；c、加入純鎂錠，再按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0. 5% 0. 6%加入覆蓋劑，在溫度為74(TC 765t:的條件下熔煉15min 30min ;d、用體積比為Ar : Cl2=31 33. 5 : 1的Ar-Cl2混合氣體精煉使每100克熔體中的氫含量《0. 2ml，合格后再將熔體導(dǎo)入靜置爐中，靜置30min，得到鋁合金熔液。所述的步驟b和c中覆蓋劑為市售的2#熔劑。 所述步驟二中的鑄造是按如下步驟進(jìn)行的c、將鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑置于陶瓷管過(guò)
4濾器口上端，然后將熔煉后得到的鋁合金熔液經(jīng)過(guò)陶瓷管過(guò)濾器和泡沫陶瓷板過(guò)濾器過(guò)濾
后澆注，澆注的同時(shí)將鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑勻速插入陶瓷管過(guò)濾器口，使鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑
中的元素均勻熔入合金熔液中，在溫度為720°C 74(TC、水壓為0. 05MPa 0. 10MPa、速度
為20mm/min 25mm/min的條件下鑄造成小482mmX500mm 600mm的鋁合金圓鑄錠。 所述步驟三中的均勻化退火條件是先將鋁合金圓鑄錠加熱到525°C 54(TC、保
溫3h 5h，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至490°C 50(TC并保持15h 17h。 所述步驟四中擠壓處理的條件是先將鋁合金圓鑄錠加熱至420°C 45(TC并保
溫lh 2h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為380°C 45(TC的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒
內(nèi)，以0. 5m/min的擠壓速度、2. 6的擠壓比將鋁合金圓鑄錠擠壓成棒材半成品。所述的步驟五中淬火條件是溫度為525°C 53(TC、保溫時(shí)間為lh 2h、轉(zhuǎn)移時(shí)
間< 308、冷卻水的溫度為< 35t:、采用雙面淬火方式。所述的步驟六中的時(shí)效條件是溫度為190°C 20(TC、保溫時(shí)間為20h 24h。
所述步驟一中重熔用鋁錠的質(zhì)量純度^ 99. 8%、電解銅的質(zhì)量純度> 99. 9%、鎂錠的質(zhì)量純度^ 99. 7X、鋁硅中間合金是A1-22X Si、鋁鐵中間合金是Al_10% Fe、鋁鈦中間合金是A1-4X Ti、鋁鎳中間合金是Al-21X Ni。 所述鋁合金棒材中單一雜質(zhì)元素的允許范圍為《0. 05%，全部雜質(zhì)元素的允許范圍為《0. 1%，此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)鋁合金棒材的性能沒(méi)有影響。 本發(fā)明的方法制造的鋁合金棒材，通過(guò)嚴(yán)格控制鋁合金中元素的含量比使鋁合金棒材的抗拉強(qiáng)度為420MPa 435MPa、屈服強(qiáng)度為365MPa 375MPa、延伸率8. 5% 9. 0% ，分別比現(xiàn)有的2D70 T6鋁合金高7. 7% 11. 5%、9% _12%、42% _50%，可以替代進(jìn)口鋁合金材料應(yīng)用于航空器，實(shí)現(xiàn)了鋁合金材料的國(guó)產(chǎn)化，節(jié)約了大量外匯，為大批量生產(chǎn)第三代戰(zhàn)機(jī)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本發(fā)明的方法消除了晶內(nèi)偏析和鑄造應(yīng)力，使鋁合金微觀組織均勻細(xì)化，無(wú)裂紋，獲得了良好的力學(xué)性能。


圖1是具體實(shí)施方式
二十五制備的鋁合金棒材的放大倍數(shù)為1倍組織照片，圖2是具體實(shí)施方式
二十五制備的鋁合金棒材的放大倍數(shù)為8倍的組織照片。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式中的鋁合金棒材按質(zhì)量百分比由92.45 % 94. 85 %的Al、2. 0 % 2. 6 %的Cu、 1. 2 % 1. 8 %的Mg、0. 1 % 0. 25 %的Si、0. 9 % 1. 4%的Fe、0. 05% 0. 1%的Ti和0. 9% 1. 4%的Ni制成。 本實(shí)施方式的鋁合金棒材通過(guò)嚴(yán)格控制鋁合金中元素的含量比，獲得了良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為420MPa 435MPa、屈服強(qiáng)度為365MPa 375MPa、延伸率8. 5% 9. 0%，比現(xiàn)有的2D70 T6鋁合金分別高7.7X 11.5%、9% 12%、42% 50%，可以替代進(jìn)口材料，實(shí)現(xiàn)鋁合金材料的國(guó)產(chǎn)化。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鋁合金棒材按質(zhì)量百分由92. 88% 94. 42%的Al、2. 1% 2. 5%的Cu、l. 3% 1. 7%的Mg、0. 12% 0. 23%的Si、l. 0% 1. 3%的Fe、0. 06% 0. 09%的Ti和1. 0% 1. 3%的Ni制成。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是鋁合金棒材按質(zhì)量百分比由93. 54%的Al、2. 3%的Cu、 1. 5 %的Mg、0. 18%的Si、1. 2X的Fe、0. 08 %的Ti和1.2%的附制成。 本實(shí)施方式的鋁合金棒材通過(guò)嚴(yán)格控制鋁合金中Fe和Ni的含量比以及其它元素含量，獲得了良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為435MPa、屈服強(qiáng)度為370MPa、延伸率8.6X，比的2D70 T6鋁合金分別高11. 5 % 、 10. 4%和43 % ，可以替代進(jìn)口材料用于航空器，實(shí)現(xiàn)鋁合金材料的國(guó)產(chǎn)化。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式的鋁合金棒材的制造方法按以下步驟進(jìn)行一、按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :92. 45% 94. 85%、 Cu :2. 0% 2. 6%、 Mg :1. 2% 1. 8%、 Si :0. 1% 0. 25%、 Fe :0. 9% 1. 4%、 Ti :0. 05% 0. 1%和Ni :0. 9% 1. 4%
分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為l : 3 6，然后將重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金加入到干燥的熔煉爐中熔煉成鋁合金熔液；二、將步驟一中所得的鋁合金熔液鑄造成鋁合金圓鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行均勻化退火；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金棒材半成品進(jìn)行淬火處理；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金棒材半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到本發(fā)明的鋁合金棒材。 本實(shí)施方式中所述的步驟一中的干燥的熔煉爐是指爐中空氣的相對(duì)濕度《0. 1%。 本實(shí)施方式制造的鋁合金棒材，消除了晶內(nèi)偏析和鑄造應(yīng)力，使鋁合金微觀組織均勻細(xì)化，無(wú)裂紋。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是步驟一中按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :92. 88% 94. 42%、Cu :2. 1% 2. 5%、Mg :1. 3% 1. 7%、Si :0. 12% 0. 23%、 Fe :1. 0% 1. 3%、 Ti :0. 06% 0. 09%和Ni :1. 0% 1. 3%分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為1 : 3. 5 5. 5。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四或五不同的是步驟一中按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :93. 54%、 Cu :2. 3%、 Mg :1. 5%、 Si :0. 18%、 Fe :1. 2%、 Ti :0. 08%和Ni :1.2%分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中，鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為1 : 4.5。其它與具體實(shí)施方式
四或五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至六不同的是所述步驟一中的熔煉是按如下步驟進(jìn)行的a、先將重熔用鋁錠、鋁鈦中間合金、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金加入到熔煉爐中，加熱；b、當(dāng)加入的鋁錠及中間合金熔化下塌前按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0.5% 0.6%加入覆蓋劑，然后加入電解銅，加熱攪拌使電解銅全部熔化；c、加入純鎂錠，再按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0. 5% 0. 6%加入覆蓋劑，在溫度為740°C 765。C的條件下熔煉15min 30min ;d、用體積比為Ar : Cl2 = 31 33. 5 : 1的Ar_Cl2混合氣體精煉使每100克熔體中的氫含量《0. 2ml，合格后再將熔體導(dǎo)入靜置爐中，靜置30min，得到鋁合金熔液。所述的覆蓋劑為市售的2#熔劑。其它與具體實(shí)施方式
四至六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至七不同的是所述步驟一中熔煉的步驟c中的熔煉溫度為745°C 76(TC、熔煉時(shí)間為18min 28min。其它與具體實(shí)施方式
四至七相同。 具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至八不同的是所述步驟一中熔煉的步驟c中的熔煉溫度為75(TC、熔煉時(shí)間為25min。其它與具體實(shí)施方式
四至八相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至九不同的是所述步驟二中鑄造溫度為720°C 740。C、水壓為0. 06MPa 0. 09MPa、速度為21mm/min 25mm/min。其它與具體實(shí)施方式
四至九相同。
具體實(shí)施方式
i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十不同的是所述步驟二鑄造的溫度為73(TC、水壓為0. 07MPa、速度為23mm/min。其它與具體實(shí)施方式
四至十相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至i^一不同的是所述步驟三中的均勻化退火條件是先將鋁合金圓鑄錠加熱到525°C 54(TC、保溫3h 5h，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至49(TC 50(TC并保持15h 17h。其它與具體實(shí)施方式
四至i^一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十二不同的是所述步驟三中的均勻化退火條件是先將鋁合金圓鑄錠加熱到528°C 538t:、保溫3. 2h 4. 8h，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至492°C 498t:并保持15. 5h 16. 5h。其它與具體實(shí)施方式
四至十二相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十三不同的是所述步驟三中的均勻化退火條件是先將鋁合金圓鑄錠加熱到53(TC、保溫4. Oh，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至495t:并保持16h。其它與具體實(shí)施方式
四至十三相同。 具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十四不同的是所述步驟四
中擠壓處理的方法是先將鋁合金圓鑄錠加熱至溫度為420°C 45(TC并保溫lh 2h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為380°C 450°C的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以0. 5m/min的擠壓速度、2.6的擠壓比將鋁合金圓鑄錠擠壓成棒材。其它與具體實(shí)施方式
四至十四相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十五不同的是所述步驟四中擠壓處理的方法是先將鋁合金圓鑄錠加熱至溫度為425°C 445t:并保溫1. 2h 1.8h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為385t: 445t:的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)擠壓成棒材半成品。其它與具體實(shí)施方式
四至十五相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十六不同的是所述步驟四中擠壓處理的方法是先將鋁合金圓鑄錠加熱至溫度為435t:并保溫1. 5h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為425t:的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)擠壓成棒材半成品。其它與具體實(shí)施方式
四至十六相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十七不同的是所述的步驟五中淬火條件是溫度為525t: 53(TC、保溫時(shí)間為lh 2h、轉(zhuǎn)移時(shí)間〈30s、冷卻水的溫度為< 35t:、采用雙面淬火方式。其它與具體實(shí)施方式
四至十七相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十八不同的是所述的步驟五中淬火條件是溫度為526°C 528t:、保溫時(shí)間為1. 2h 1. 8h、轉(zhuǎn)移時(shí)間〈28s、冷卻水的溫度為< 32t:、采用雙面淬火方式。其它與具體實(shí)施方式
四至十八相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十九不同的是所述的步驟五中淬火條件是溫度為527t:、保溫時(shí)間為1. 5h、轉(zhuǎn)移時(shí)間25s、冷卻水的溫度為3(TC、采用雙面淬火方式。其它與具體實(shí)施方式
四至十九相同。
具體實(shí)施方式
二i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至二十不同的是所述的步驟六中的時(shí)效條件是溫度為190°C 20(TC、保溫時(shí)間為20h 24h。其它與具體實(shí)施方式
四至二十相同。
具體實(shí)施方式
二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至二i^一不同的是所述的步驟六中的時(shí)效條件是溫度為192°C 198t:、保溫時(shí)間為21h 23h。其它與具體實(shí)施方式
四至二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至二十二不同的是所述的步驟六中的時(shí)效條件是溫度為195t:、保溫時(shí)間為22h。其它與具體實(shí)施方式
四至二十二相同。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至二十三不同的是所述步驟一中重熔用鋁錠的質(zhì)量純度^ 99. 8%、電解銅的質(zhì)量純度^ 99. 9%、鎂錠的質(zhì)量純度> 99. 7X、鋁硅中間合金的型號(hào)是A1-22X Si、鋁鐵中間合金是A1-10 % Fe、鋁鈦中間合金型號(hào)是A1-4X Ti、鋁鎳中間合金的型號(hào)是Al-21X Ni、鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑的型號(hào)是Al-5Ti-lB。其它與具體實(shí)施方式
四至二十三相同。
具體實(shí)施方式
二十五(參見(jiàn)圖1和圖2)本實(shí)施方式的鋁合金棒材的制造方法與具體要求實(shí)施方式四至二十四不同的是步驟一中按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :92. 81%、Cu :2. 6%、Mg :1. 7%、Si :0. 2%、Fe :1. 3%、Ti :0. 09%和Ni :1. 3%分別稱取質(zhì)量純度99. 8 %的重熔用鋁錠、質(zhì)量純度99. 9 %的電解銅、質(zhì)量純度99. 7 X純鎂錠、Al-22 % Si鋁硅中間合金、A1-10X Fe鋁鐵中間合金、A1-21X Ni鋁鎳中間合金、A1-4X Ti鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑Al-5Ti-lB，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為l : 5，然后將重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、A1-22X Si鋁硅中間合金、A1-10XFe鋁鐵中間合金、Al-21 % Ni鋁鎳中間合金、A1-4X Ti鋁鈦中間合金加入到干燥熔煉爐中，熔煉溫度為755°C ;步驟二中鑄造溫度為730。C、水壓為0. 09MPa、速度為23mm/min ;步驟三中均勻化退火的方法為先將鋁合金圓鑄錠加熱到53(TC、保溫3. 5h，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至50(TC并保持16h ;步驟四中擠壓處理的方法是先將鋁合金圓鑄錠加熱至溫度為44(TC并保溫1. 5h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為44(TC的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)擠壓成棒材；步驟五中淬火處理的條件是溫度為53(TC、保溫時(shí)間為1. 5h、轉(zhuǎn)移時(shí)間〈25s、冷卻水的溫度為30°C ;步驟六中時(shí)效處理的條件是溫度為197t:、保溫時(shí)間為22h。其它與具體實(shí)施方式
四至二十四相同。 本實(shí)施方式制造的鋁合金棒材，通過(guò)嚴(yán)格控制鋁合金中Fe和Ni的含量比為Fe/Ni = 1.0、經(jīng)過(guò)精煉、鑄造、均勻化處理、淬火及時(shí)效處理消除了晶內(nèi)偏析和鑄造應(yīng)力，使鋁合金微觀組織均勻細(xì)化，無(wú)裂紋。
權(quán)利要求
一種鋁合金棒材，其特征在于鋁合金棒材按質(zhì)量百分比由92.45％～94.85％的Al、2.0％～2.6％的Cu、1.2％～1.8％的Mg、0.1％～0.25％的Si、0.9％～1.4％的Fe、0.05％～0.1％的Ti和0.9％～1.4％的Ni制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金棒材，其特征在于鋁合金棒材按質(zhì)量百分比由92. 88% 94. 42%的Al、2. 1% 2. 5%的Cu、l. 3% 1. 7X的Mg、0. 12% 0. 23%的Si、1. 0% 1. 3%的Fe、0. 06% 0. 09%的Ti和1. 0% 1. 3%的Ni制成。
3. 制造權(quán)利要求1所述的一種鋁合金棒材的方法，其特征在于鋁合金棒材的制造方法按以下步驟進(jìn)行一、按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比A1 :92. 45% 94. 85%、 Cu :2. 0% 2. 6%、 Mg :1. 2% 1. 8%、 Si :0. 1% 0. 25%、 Fe :0. 9% 1. 4%、 Ti :0. 05% 0. 1%和Ni :0. 9% 1. 4%分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為l : 3 6，然后將重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金加入到干燥的熔煉爐中熔煉成鋁合金熔液；二、將步驟一中所得的鋁合金熔液鑄造成鋁合金圓鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行均勻化退火；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金棒材半成品進(jìn)行淬火處理；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金棒材半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到本發(fā)明的鋁合金棒材。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟一中的熔煉是按如下步驟進(jìn)行的a、先將重熔用鋁錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鈦中間合金、鋁鎳中間合金加入到熔煉爐中，加熱；b、當(dāng)加入的鋁錠及中間合金熔化下塌前按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0. 5% 0. 6%加入覆蓋劑，然后加入電解銅，加熱攪拌使電解銅全部熔化；c、加入純鎂錠，再按熔煉爐中金屬質(zhì)量的0. 5 % 0. 6 %加入覆蓋劑，在溫度為740°C 765°C的條件下熔煉15min 30min ;d、用氬氣與氯氣的體積比為31 33. 5 : 1的Ar_C12混合氣體精煉，使每100克熔體中的氫含量《0. 2ml，合格后再將熔體導(dǎo)入靜置爐中，靜置30min，得到鋁合金熔液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟二中的鑄造是按如下步驟進(jìn)行的c、將鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑置于陶瓷管過(guò)濾器口上端，然后將熔煉后得到的鋁合金熔液經(jīng)過(guò)陶瓷管過(guò)濾器和泡沫陶瓷板過(guò)濾器過(guò)濾后澆注，澆注的同時(shí)將鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑勻速插入陶瓷管過(guò)濾器口，使鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的元素均勻熔入合金熔液中，在溫度為720°C 740。C、水壓為0. 05MPa 0. 10MPa、速度為20mm/min 25mm/min的條件下鑄造成①482mmX500mm 600mm的鋁合金圓鑄錠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟三中的均勻化退火的步驟是先將鋁合金圓鑄錠加熱到525°C 54(TC、保溫3h 5h，然后再將鋁合金圓鑄錠的溫度降至490°C 50(TC并保持15h 17h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3、4或6所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟四中擠壓處理的步驟是先將鋁合金圓鑄錠加熱至420°C 45(TC并保溫lh 2h，然后將鋁合金圓鑄錠放置在溫度為380°C 45(TC的①300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以0. 5m/min的擠壓速度、2. 6的擠壓比將鋁合金圓鑄錠擠壓成棒材半成品。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟五中淬火條件是溫度為525°C 53(TC、保溫時(shí)間為lh 2h、轉(zhuǎn)移時(shí)間< 30s、冷卻水的溫度為< 35t:、采用雙面淬火方式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3、4、6或8所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟六中的時(shí)效條件是溫度為190°C 20(TC、保溫時(shí)間為20h 24h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鋁合金棒材的制造方法，其特征在于步驟一中按鋁合金棒材中元素的質(zhì)量百分比Al :92. 88% 94. 42%、 Cu :2. 1% 2. 5%、 Mg :1. 3% 1. 7%、Si :0. 12% 0. 23%、Fe :1. 0% 1. 3%、Ti :0. 06% 0. 09%和Ni :1. 0% 1. 3%分別稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，其中鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑中的Ti與鋁鈦中間合金中的Ti的摩爾比為1 : 3. 5 5. 5。
全文摘要
一種鋁合金棒材及其制造方法，涉及一種合金棒材及其制造方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的2D70鋁合金的力學(xué)性能低，現(xiàn)有方法制備的鋁合金有粗晶組織，鑄錠易開(kāi)裂的問(wèn)題。本發(fā)明的鋁合金由Al、Cu、Mg、Si、Fe、Ti、Ni制成，其抗拉強(qiáng)度為420MPa～435MPa、屈服強(qiáng)度為365MPa～375MPa、延伸率為8.5％～9.0％；本方法的步驟是稱取重熔用鋁錠、電解銅、純鎂錠和鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硅中間合金并經(jīng)熔煉、鑄造、均勻化退火、擠壓、淬火和時(shí)效處理，得到鋁合金棒材，其晶粒均勻、無(wú)裂紋。本發(fā)明的鋁合金棒材可以應(yīng)用于航天器。
文檔編號(hào)B22D21/04GK101760680SQ200910312418
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者盧載浩, 徐忠艷, 李廣宇, 王英君, 石鈺, 祁艷華 申請(qǐng)人:東北輕合金有限責(zé)任公司