一种航天用铝合金自由锻件的制造方法，涉及一种铝合金自由锻件的制造方法。本发明专利技术目的是要解决目前铝合金自由锻件无法同时具有高强度和高耐蚀性能以及密度小的问题，从而无法满足航天领域对铝合金材料高强、耐蚀、轻质的要求的技术问题。本发明专利技术：一、制备铝合金溶液；二、制备圆铸锭；三、双级均匀化退火处理；四、制备锻件坯料；五、自由锻造；六、固溶和淬火处理；七、冷变形处理；八、双级时效处理。本发明专利技术的优点：本发明专利技术通过优化合金成分，锻造之后采用优化的固溶和时效工艺，达到了铝合金自由锻件的综合性能需求，制备的铝合金自由锻件的表面质量良好，工业生产中成品锻件性能好，综合力学性能优良。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金自由锻件的制造方法。
技术介绍
现有的传统高强高韧铝合金，如Al-Zn-Mg-Cu系7050合金，强度韧性高但不耐蚀；中强可焊铝合金，如Al-Zn-Mg系7005和7020合金，耐蚀但强度较低，均无法解决具有高强度的同时具有高的耐蚀性能和密度小的问题，无法满足航天领域对铝合金材料高强、耐蚀、轻质的要求。目前，我国某项航天用产品需要一种自由锻件，要求此种铝合金自由锻件抗拉强度达到460N/mm2、规定非比例延伸强度达到420N/mm2、断后伸长率达到8％、断裂韧性不小于27MPa·m1/2、密度不大于2.8g/cm3、应力腐蚀性能在室温浸泡在质量浓度为3.5％的NaCl溶液中加载0.75σ0.2断裂时间大于100h，可以满足航天领域对新材料的应用要求。
技术实现思路
本专利技术目的是要解决目前铝合金自由锻件无法同时具有高强度和高耐蚀性能以及密度小的问题，从而无法满足航天领域对铝合金材料高强、耐蚀、轻质的要求的技术问题，而提供一种航天用铝合金自由锻件的制造方法。本专利技术的一种航天用铝合金自由锻件的制造方法是按以下步骤进行的：一、制备铝合金溶液：按照元素的质量百分比Zn：5.5％～7.5％、Mg：1.5％～3.0％、Cu：0.2％～0.55％、Zr：0.05％～0.18％、Si：≤0.10％、Fe：≤0.15％、Mn：0.2％～0.45％、Cr：0.005％～0.1％、Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.15％～0.45％和余量Al的比例分别称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝钪合金锭、铝锆合金锭、铝钛合金锭和铝钛硼丝，然后在温度为740℃～760℃条件下熔炼8h～10h，得到铝合金熔液；二、制备圆铸锭：将步骤一中得到的铝合金熔液在温度为700℃～750℃、铸造速度为40mm/min～90mm/min、冷却水强度为0.03MPa～0.06MPa和冷却水温度为15℃～35℃的条件下，浇注成直径为170mm和长度为3500mm～5000mm的圆铸锭；三、双级均匀化退火处理：将步骤二得到的圆铸锭进行双级均匀化退火处理，得到退火的圆铸锭；所述的双级均匀化退火处理具体为：将步骤二得到的圆铸锭在温度为350℃～360℃的条件下保温8h～10h，然后从温度为350℃～360℃升温至460℃～470℃，在温度为460℃～470℃的条件下保温18h～20h，出炉后自然冷却至室温；四、制备锻件坯料：在车床上将步骤三得到的退火的圆铸锭的表面氧化皮全部车削掉，得到直径为162mm的铝合金圆铸锭，然后锯切成长度为500mm的锻件坯料；五、自由锻造：将步骤四得到的长度为500mm的锻件坯料在温度为430℃～450℃的电阻加热炉中加热5h～7h，降温至380℃～400℃，然后在温度为380℃～400℃条件下进行三次拔长自由锻造，得到尺寸为(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体锻件；六、固溶和淬火处理：将步骤五得到的尺寸为(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体锻件在铣床上铣成尺寸为(135mm～145mm)×(145mm～155mm)×(335mm～345mm)的立方体自由锻件，在温度为470℃～480℃的盐浴炉中保温180min～200min，在30s内转移至温度为30℃～40℃的水中，并在温度为30℃～40℃的水中淬火，得到淬火后的铝合金锻件；七、冷变形处理：将步骤六中得到的淬火后的铝合金锻件在1万吨锻造机上施加3％～5％变形量进行室温变形处理，得到变形处理后的铝合金锻件；八、双级时效处理：将步骤七得到的冷变形处理的铝合金锻件进行双级时效处理；所述的双级时效处理具体为：将步骤七得到的冷变形处理的铝合金锻件在温度为120℃～130℃下保温6h～10h，然后从温度为120℃～130℃升温至150℃～160℃，在温度为150℃～160℃的条件下保温8h～10h，自然冷却至室温，在铣床上铣面成尺寸为130mm×140mm×330mm的铝合金自由锻件，得到航天用铝合金自由锻件。本专利技术的优点：本专利技术通过优化合金成分，锻造之后采用优化的固溶和时效工艺，达到了铝合金自由锻件的综合性能需求，制备的铝合金自由锻件的表面质量良好，工业生产中成品锻件性能好，综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》试验T7452状态自由锻件抗拉强度大于460N/mm2、规定非比例延伸强度大于420N/mm2、断后伸长率大于8％、断裂韧性大于27MPa·m1/2；通过GB/T22640《铝合金加工产品的环形试样应力腐蚀试验方法》试验T7452态铝合金自由锻件的应力腐蚀性能在室温浸泡于质量浓度为3.5％的NaCl溶液中加载0.75σ0.2断裂时间大于100h；密度小于2.8g/cm3。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式为一种航天用铝合金自由锻件的制造方法，具体是按以下步骤进行的：一、制备铝合金溶液：按照元素的质量百分比Zn：5.5％～7.5％、Mg：1.5％～3.0％、Cu：0.2％～0.55％、Zr：0.05％～0.18％、Si：≤0.10％、Fe：≤0.15％、Mn：0.2％～0.45％、Cr：0.005％～0.1％、Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.15％～0.45％和余量Al的比例分别称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝钪合金锭、铝锆合金锭、铝钛合金锭和铝钛硼丝，然后在温度为740℃～760℃条件下熔炼8h～10h，得到铝合金熔液；二、制备圆铸锭：将步骤一中得到的铝合金熔液在温度为700℃～750℃、铸造速度为40mm/min～90mm/min、冷却水强度为0.03MPa～0.06MPa和冷却水温度为15℃～35℃的条件下，浇注成直径为170mm和长度为3500mm～5000mm的圆铸锭；三、双级均匀化退火处理：将步骤二得到的圆铸锭进行双级均匀化退火处理，得到退火的圆铸锭；所述的双级均匀化退火处理具体为：将步骤二得到的圆铸锭在温度为350℃～360℃的条件下保温8h～10h，然后从温度为350℃～360℃升温至460℃～470℃，在温度为460℃～470℃的条件下保温18h～20h，出炉后自然冷却至室温；四、制备锻件坯料：在车床上将步骤三得到的退火的圆铸锭的表面氧化皮全部车削掉，得到直径为162mm的铝合金圆铸锭，然后锯切成长度为500mm的锻件坯料；五、自由锻造：将步骤四得到的长度为500mm的锻件坯料在温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种航天用铝合金自由锻件的制造方法，其特征在于航天用铝合金自由锻件的制造方法是按以下步骤进行的：一、制备铝合金溶液：按照元素的质量百分比Zn：5.5％～7.5％、Mg：1.5％～3.0％、Cu：0.2％～0.55％、Zr：0.05％～0.18％、Si：≤0.10％、Fe：≤0.15％、Mn：0.2％～0.45％、Cr：0.005％～0.1％、Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.15％～0.45％和余量Al的比例分别称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝钪合金锭、铝锆合金锭、铝钛合金锭和铝钛硼丝，然后在温度为740℃～760℃条件下熔炼8h～10h，得到铝合金熔液；二、制备圆铸锭：将步骤一中得到的铝合金熔液在温度为700℃～750℃、铸造速度为40mm/min～90mm/min、冷却水强度为0.03MPa～0.06MPa和冷却水温度为15℃～35℃的条件下，浇注成直径为170mm和长度为3500mm～5000mm的圆铸锭；三、双级均匀化退火处理：将步骤二得到的圆铸锭进行双级均匀化退火处理，得到退火的圆铸锭；所述的双级均匀化退火处理具体为：将步骤二得到的圆铸锭在温度为350℃～360℃的条件下保温8h～10h，然后从温度为350℃～360℃升温至460℃～470℃，在温度为460℃～470℃的条件下保温18h～20h，出炉后自然冷却至室温；四、制备锻件坯料：在车床上将步骤三得到的退火的圆铸锭的表面氧化皮全部车削掉，得到直径为162mm的铝合金圆铸锭，然后锯切成长度为500mm的锻件坯料；五、自由锻造：将步骤四得到的长度为500mm的锻件坯料在温度为430℃～450℃的电阻加热炉中加热5h～7h，降温至380℃～400℃，然后在温度为380℃～400℃条件下进行三次拔长自由锻造，得到尺寸为(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体锻件；六、固溶和淬火处理：将步骤五得到的尺寸为(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体锻件在铣床上铣成尺寸为(135mm～145mm)×(145mm～155mm)×(335mm～345mm)的立方体自由锻件，在温度为470℃～480℃的盐浴炉中保温180min～200min，在30s内转移至温度为30℃～40℃的水中，并在温度为30℃～40℃的水中淬火，得到淬火后的铝合金锻件；七、冷变形处理：将步骤六中得到的淬火后的铝合金锻件在1万吨锻造机上施加3％～5％变形量进行室温变形处理，得到变形处理后的铝合金锻件；八、双级时效处理：将步骤七得到的冷变形处理的铝合金锻件进行双级时效处理；所述的双级时效处理具体为：将步骤七得到的冷变形处理的铝合金锻件在温度为120℃～130℃下保温6h～10h，然后从温度为120℃～130℃升温至150℃～160℃，在温度为150℃～160℃的条件下保温8h～10h，自然冷却至室温，在铣床上铣面成尺寸为130mm×140mm×330mm的铝合金自由锻件，得到航天用铝合金自由锻件。...
【技术特征摘要】
1.一种航天用铝合金自由锻件的制造方法，其特征在于航天用铝合金自由锻件的制造
方法是按以下步骤进行的：
一、制备铝合金溶液：按照元素的质量百分比Zn：5.5％～7.5％、Mg：1.5％～3.0％、Cu：
0.2％～0.55％、Zr：0.05％～0.18％、Si：≤0.10％、Fe：≤0.15％、Mn：0.2％～0.45％、Cr：0.005％～0.1％、
Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.15％～0.45％和余量Al的比例分别称取纯铝锭、纯铜锭、纯镁锭、
纯锌锭、铝钪合金锭、铝锆合金锭、铝钛合金锭和铝钛硼丝，然后在温度为740℃～760℃
条件下熔炼8h～10h，得到铝合金熔液；
二、制备圆铸锭：将步骤一中得到的铝合金熔液在温度为700℃～750℃、铸造速度为
40mm/min～90mm/min、冷却水强度为0.03MPa～0.06MPa和冷却水温度为15℃～35℃的条件
下，浇注成直径为170mm和长度为3500mm～5000mm的圆铸锭；
三、双级均匀化退火处理：将步骤二得到的圆铸锭进行双级均匀化退火处理，得到退
火的圆铸锭；所述的双级均匀化退火处理具体为：将步骤二得到的圆铸锭在温度为
350℃～360℃的条件下保温8h～10h，然后从温度为350℃～360℃升温至460℃～470℃，在温
度为460℃～470℃的条件下保温18h～20h，出炉后自然冷却至室温；
四、制备锻件坯料：在车床上将步骤三得到的退火的圆铸锭的表面氧化皮全部车削掉，
得到直径为162mm的铝合金圆铸锭，然后锯切成长度为500mm的锻件坯料；
五、自由锻造：将步骤四得到的长度为500mm的锻件坯料在温度为430℃～450℃的电
阻加热炉中加热5h～7h，降温至380℃～400℃，然后在温度为380℃～400℃条件下进行三次
拔长自由锻造，得到尺寸为(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体
锻件；
六、固溶和淬火处理：将步骤五得到的尺寸为
(150mm～160mm)×(160mm～170mm)×(350mm～360mm)的立方体锻件在铣床上铣成尺寸为
(135mm～145mm)×(145mm～155mm)×(335mm～345mm)的立方体自由锻件，在温度为
470℃～480℃的盐浴炉中保温180min～200min，在30s内转移至温度为30℃～40℃的水中，
【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，吕新宇，刘洪雷，王英君，刘显东，丛福官，高新宇，李海仙，祁艳华，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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