一种超高强铝合金坯料的性能优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111004984A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911315415.7(22)申请日2019.12.19(71)申请人中国航空制造技术研究院地址100024北京市朝阳区八里桥北东军庄1号(72)发明人韩宝帅徐严谨魏立军马晓光侯红亮(51)Int.Cl.C22F1/053(2006.01)C22C21/10(2006.01)C21D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种超高强铝合金坯料的性能优化方法(57)摘要一种超高强铝合金坯料的性能优化方法，所述性能优化方法包括：将超高强铝合金坯料放入热处理炉中进行保温固溶处理后，从热处理炉中取出进行水冷淬火；将淬火后的超高强铝合金坯料夹持装夹到拉伸机上进行预变形处理；将预变形后的超高强铝合金坯料放入时效炉中进行预时效处理；将预时效处理后的超高强铝合金坯料进行峰时效处理后，从时效炉中取出进行空冷至室温。本发明采用多级时效工艺代替传统的峰时效(T6)工艺，并结合预变形来控制析出相的尺寸与分布状态，精确的调控峰时效状态的微观组织结构，综合优化力学性能。相比常规的单级时效工艺，这种方法在不降低强度的同时提高了材料的延伸率，对力学性能有显著的改善，拓宽了材料的应用范围。CN111004984ACN111004984A权利要求书1/2页1.一种超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，所述性能优化方法包括：步骤S10，将超高强铝合金坯料放入热处理炉中进行保温固溶处理后，从热处理炉中取出进行水冷淬火；步骤S11，将淬火后的超高强铝合金坯料夹持装夹到拉伸机上进行预变形处理；步骤S12，将预变形后的超高强铝合金坯料放入时效炉中进行预时效处理；步骤S13，将预时效处理后的超高强铝合金坯料进行峰时效处理后，从时效炉中取出进行空冷至室温。2.根据权利要求1所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：设定热处理炉的热处理温度，将超高强铝合金坯料放入热处理炉中，在不同温度下进行保温固溶处理；将热处理后的超高强铝合金坯料从热处理炉中取出，在预设时间范围内及预设淬火温度范围内进行水冷淬火，待淬火后的超高强铝合金坯料与水温一致后，从水中取出进行擦干静置。3.根据权利要求2所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，在所述步骤S10之前，所述性能优化方法还包括：采用喷射成形工艺制备锭坯，并对锭坯进行开坯锻造；将开坯锻造后的锭坯放入挤压机中进行挤压形成棒材；将棒材送入轧机中进行轧制形成板状的坯料。4.根据权利要求3所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，所述预设圆锭坯料的组成成分包括组分1：Al、Zn、Mg、Cu和Zr，其中，Zn的重量比为11.5％，Mg的重量比为2.5％，Cu的重量比为1.1％，Zr的重量比为0.15％；或，包括组分2：Al、Zn、Mg、Cu和Zr，其中，Zn的重量比为10.5％，Mg的重量比为2.2％，Cu的重量比为1.4％，Zr的重量比为0.15％；或，包括组分3：Al、Zn、Mg、Cu、Zr和Sc，其中，Zn的重量比为10.5％，Mg的重量比为2.2％，Cu的重量比为1.4％，Zr的重量比为0.15％，Sc的重量比为0.05％。5.根据权利要求4所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，当所述预设圆锭坯料的组成成分包括组分1时，坯料的厚度为8-25mm；在步骤S10中，热处理炉的热处理温度为450-475℃，保温时间固溶制度为450℃保温2h和475℃保温2h，预设时间为小于5s，预设淬火温度为40-60℃；在步骤S11中，拉伸速度0.5-2mm/min，总变形量5％；在步骤S12中，预时效处理的时效温度60-85℃，时效时间16-24h；在步骤S13中，峰时效处理的时效温度90-140℃，时效时间4-16h。6.根据权利要求4所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，当所述预设圆锭坯料的组成成分包括组分2时，棒材直径为40-120mm，挤压比为9-25，坯料的厚度为10mm；在步骤S10中，热处理炉的热处理温度为455-478℃，保温时间固溶制度为455℃保温2.5h和478℃保温1.5h，预设时间为小于5s，预设淬火温度为40-60℃；在步骤S11中，拉伸速度0.25-1mm/min，总变形量3％；2CN111004984A权利要求书2/2页在步骤S12中，预时效处理的时效温度70-100℃，时效时间18-25h；在步骤S13中，峰时效处理的时效温度110-140℃，时效时间10-16h。7.根据权利要求4所述的超高强铝合金坯料的性能优化方法，其特征在于，当所述预设圆锭坯料的组成成分包括组