一种高强度铝合金及其制备方法.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CN105648290A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610144497.3(22)申请日2016.03.15(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人陈业高钟毅尹建成王力强杨环刘丽娜刘英莉(51)Int.Cl.C22C21/10(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/053(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高强度铝合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种铝合金，提供一种组织均匀、晶粒细小、强度高、塑性好、抗应力腐蚀性能好的铝合金，其成分及质量百分比为:Zn:5.1-6.1%，Mg:2.1-2.9%，Cu:1.2-2.0%，Cr：0.18-0.28%，Si：0.2-0.4%，Fe：0.2-0.5%，Zr：0.2-0.3%，其余为Al。所述铝合金本体的制备过程包括：加热熔化铝合金熔液并升温至780~800℃；将铝合金熔液转移到石墨漏斗中保温；在惰性气体保护下将铝合金熔液雾化到挤压轮轮槽中，形成沉积坯；挤压轮旋转，将沉积坯带入模腔；沉积坯经过模具成形；均匀化处理；RRA处理。本发明的铝合金不仅晶粒细小等轴，组织致密，无宏观、微观偏析，第二相细小、分布均匀，且强度高、塑性好，抗应力腐蚀性能好。CN105648290ACN105648290A权利要求书1/1页1.一种高强度铝合金，其特征在于：其成分及质量百分比为:Zn:5.1~6.1%，Mg:2.1~2.9%，Cu:1.2~2.0%，Cr：0.18~0.28%，Si：0.2~0.4%，Fe：0.2~0.5%，Zr：0.2~0.3%，其余为Al和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述高强度铝合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）加热熔化工业纯铝锭并升温至780~800℃，然后加入工业纯Zn、Mg、Cr、Fe、Zr以及Al-Cu和Al-Si中间合金，精炼除渣后得到铝合金熔液；（2）将铝合金熔液转移到石墨漏斗中保温，在惰性气体保护下将铝合金熔液雾化，通过约束装置将雾化熔滴约束沉积到连续挤压机的挤压轮轮槽中，形成沉积坯；（3）挤压轮旋转，将沉积坯带入模腔，其中，挤压轮的转速为3~10rpm；（4）沉积坯在轮槽、挤压筒和挤压腔内被致密化后，在继续受到挤压力的作用下沉积坯经过模具成形得到铝合金，其中，模具的预热温度为350~380℃；（5）将挤出的铝合金在450~460℃保温1~2h，随后立即在470~475℃保温1~2h，然后淬火；（6）将淬火后的铝合金在120~130℃保温10~24h，立刻进行在180~210℃保温5~10min，然后立刻进行在120~130℃保温10~24h得到最终产品。3.根据权利要求2所述的高强度铝合金的制备方法，其特征在于：步骤（2）中雾化压力为0.2~0.5MPa。4.根据权利要求2所述的高强度铝合金的制备方法，其特征在于：所述石墨漏斗嘴距离挤压轮轮槽底的距离为250mm。5.根据权利要求2所述的高强度铝合金的制备方法，其特征在于：所述挤压轮用循环冷却液冷却。2CN105648290A说明书1/4页一种高强度铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高强度铝合金及其制备方法，属于材料制备技术领域。背景技术[0002]Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金，具有高的抗拉强度和屈强比，广泛应用于航空航天领域，成为该领域重要的结构材料。随着我国大飞机、高速列车的发展，特别是飞机机翼、列车车厢等大型结构件整体制造技术的发展，对铝合金材料的强度要求也越来越高。[0003]晶粒细化、减少偏析是控制材料组织，改善材料性能的一个重要手段。[0004]传统的铸造法制备Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，由于合金冷却凝固速度慢，一般不超过10℃/秒，当主合金元素含量超过一定界限时，铝合金铸锭中元素固溶度会受到很大的限制，容易形成粗大的析出相，恶化铝合金的性能。另外，随着主合金元素含量的提高，铝合金的结晶温度范围也越宽，铸锭容易出现成分宏观偏析和热裂，进而会严重影响铝合金铸锭的后续塑性加工性能。因此，采用传统铸锭方法制备Al-Zn-Mg-Cu系铝合金时，Zn、Mg、Cu主合金化元素的总含量一般不超过13%，这也直接导致这类铝合金的抗拉强度长期徘徊在500~600MPa。[0005]本发明要求保护的铝合金经过喷射沉积技术和连续挤压技术在一步工序内完成加工，共同具有喷射沉积产品的优点和连续挤压产品的优点。发明内容[0006]本法的目的在于提供一种高强度铝合金，其成分及质量百分比为:Zn:5.1~6.1%，Mg:2.1~2.9%，Cu:1.2~2.0%，Cr：0.