高强高韧7055铝合金的制备方法技术

高强高韧７０５５铝合金及其制备方法，它涉及一种铝合金及其制备工艺，本发明专利技术的目的是为解决现有７０５５铝合金的强度只有５００ＭＰａ左右，延伸率不超过５％，铸锭的规格较小的问题。本发明专利技术高强高韧７０５５铝合金按重量百分比由Ｓｉ：０．１％、Ｆｅ：０．１５％、Ｃｕ：２～２．６％、Ｍｎ：０．０５％、Ｍｇ：１．８～２．３％、Ｃｒ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％、Ｚｒ：０．０８～０．２％、Ｚｎ：７．６～８．４％、杂质０．１％和余量为Ａｌ制成。本发明专利技术的高强高韧７０５５铝合金的强度（σ↓［ｂ］≥６１０ＭＰａ）比同等状态的其他合金制品至少高出１００ＭＰａ，高强高韧７０５５铝合金的延伸率（δ↓［５］≥６％）比同等状态的其他合金制品至少高出１％。本发明专利技术的方法铸造出φ４０５×１０００ｍｍ和φ３６０×１０００ｍｍ两种规格的铸锭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝合金及其制备工艺。
技术介绍
现有7055铝合金的强度只有500MPa左右，延伸率也不超过5％，而且铸锭的规格较小，不能满足航空、航天工业的需要。造成上述问题的主要原因在于现有7055铝合金的组分不尽合理，7055铝合金的制备工艺还存在缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有7055铝合金的强度只有500MPa左右，延伸率不超过5％，铸锭的规格较小，不能满足航空、航天工业的需要的问题，提供一种。本专利技术的高强高韧7055铝合金按重量百分比由Si0.1％、Fe0.15％、Cu2～2.6％、Mn0.05％、Mg1.8～2.3％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.2％、Zn7.6～8.4％、杂质0.1％和余量为Al制成。本专利技术高强高韧7055铝合金的制备方法是按以下步骤实现的(1)按重量百分比取Si0.1％、Fe0.15％、Cu2～2.6％、Mn0.05％、Mg1.8～2.3％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.25％、Zn7.6～8.4％和余量的Al配料，投料前在炉底均匀铺撒一层1号熔剂，将除Zr以外的原料都投到熔炉中，投料后在炉料上均匀铺撒一层覆盖剂，以减少熔体的氧化、吸气和造渣；(2)熔炼时采用快速升温熔化，减少熔炼时间，即从固体料装炉到全部熔化为10～14小时，加入Zr后尽快使熔体温度降到精炼温度，减少熔体在炉内的停留时间，以减少熔体的吸气和氧化；(3)严格控制熔炼温度和800℃以上的停留时间，停留时间≤30分钟；(4)精炼时采用二次精炼，先用熔剂块精炼，然后再用氩气精炼7min；熔炼工具接触铝熔体的部分喷涂TiO2；(5)采用陶瓷过滤片过滤，减少夹渣；(6)使用7055合金一级废料量要达到30％，没有废料要制造废料；(7)严格控制Fe＞Si，以抑制有害针状β相(Fe2Si2Al9)的产生，使之生成危害较小的骨骼状α相(FeSi3Al12)，这样才能有利于缩小合金的脆性区，改善合金的热裂纹倾向性，提高合金的铸造性能；(8)适当调整Zn、Mg含量的比值，因为当Zn、Mg比增加时，会导致Al-Zn-Mg-Cu系合金裂纹倾向性的增加，而降低Zn、Mg比则有利于抑制合金裂纹的产生，所以该合金在调整成分时要控制Zn含量位于中下限，Mg含量位于中上限，以降低Zn、Mg含量的比值，改善合金的铸造性能；(9)以100cm/min的速度在线点入流槽内熔体Al-Ti-B细化剂，可以明显地降低合金的裂纹倾向性；(10)改善冷却水冷系统，使大面水、小面水及三次水分别单独控制；大、小面水结合处要调整好水冷强度；(11)采用挡水板装置，有效地控制铸锭裂纹的产生；(12)采用隔热膜铸造技术，可以显著地降低合金的裂纹倾向性；(13)铸造工艺参数为铸造温度685～710℃，铸造速度26～35mm/min，铸造水压0.06～0.1MPa，铸锭规格360～1000mm。本专利技术的高强高韧7055铝合金的强度(σb≥610MPa)比同等状态的其他合金制品至少高出100Mpa，高强高韧7055铝合金的延伸率(δ5≥6％)比同等状态的其他合金制品至少高出1％。所以高强高韧7055铝合金的综合性能具有一定的优越性。高强高韧7055铝合金由于合金化程度比较高，Zn含量高达7.6～8.4％，大规格铸锭的成型属于世界性难题，本专利技术的方法突破了这一难关，铸造出φ405×1000mm和φ360×1000mm两种规格的铸锭。最终成品锻件规格J8-301、J8-302、J8-25，带板规格25×102mm。高强高韧7055铝合金制品的技术指标 本专利技术的高强高韧7055铝合金在保证有合格的断裂韧性及抗腐蚀性的前提下，显著提高了抗压强度、抗拉屈服强度(其静载强度是现有铝合金中最高的)，很好地解决了为兼顾耐蚀而降低强度从而导致降低结构效率、增加结构重量的矛盾，很好地满足了航天、航空选材、用材的急需。而该合金的生产技术关键是大规格扁锭的熔铸成形。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的高强高韧7055铝合金按重量百分比由Si0.1％、Fe0.15％、Cu2～2.6％、Mn0.05％、Mg1.8～2.3％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.2％、Zn7.6～8.4％、杂质0.1％和余量为Al制成。具体实施例方式二本实施方式Cu的重量百分比为高强高韧7055铝合金总重量的2.3％，即高强高韧7055铝合金按重量百分比由Si0.1％、Fe0.15％、Cu2.3％、Mn0.05％、Mg1.8～2.3％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.2％、Zn7.6～8.4％、杂质0.1％和余量为Al制成。具体实施例方式三本实施方式Mg的重量百分比为高强高韧7055铝合金总重量的2.1％，即高强高韧7055铝合金按重量百分比由Si0.1％、Fe0.15％、Cu2.3％、Mn0.05％、Mg2.1％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.2％、Zn7.6～8.4％、杂质0.1％和余量为Al制成。具体实施例方式四本实施方式Zn的重量百分比为高强高韧7055铝合金总重量的8.1％，即高强高韧7055铝合金按重量百分比由Si0.1％、Fe0.15％、Cu2.3％、Mn0.05％、Mg2.1％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.2％、Zn8.1％、杂质0.1％和余量为Al制成。具体实施步骤五本实施方式高强高韧7055铝合金的配料及熔铸方法是按以下步骤实现的(1)按重量百分比取Si0.1％、Fe0.15％、Cu2～2.6％、Mn0.05％、Mg1.8～2.3％、Cr0.04％、Ti0.06％、Zr0.08～0.25％、Zn7.6～8.4％和余量的Al配料，投料前在炉底均匀铺撒一层1号熔剂，将除Zr以外的原料都投到熔炉中，投料后在炉料上均匀铺撒一层覆盖剂，以减少熔体的氧化、吸气和造渣；(2)熔炼时采用快速升温熔化，减少熔炼时间，即从固体料装炉到全部熔化为10～14小时，加入Zr后尽快使熔体温度降到精炼温度，减少熔体在炉内的停留时间，以减少熔体的吸气和氧化；(3)严格控制熔炼温度和800℃以上的停留时间，停留时间≤30分钟；(4)精炼时采用二次精炼，先用熔剂块精炼，然后再用氩气精炼7min；熔炼工具接触铝熔体的部分喷涂TiO2；(5)采用陶瓷过滤片过滤，减少夹渣；(6)使用7055合金一级废料量要达到30％，没有废料要制造废料；(7)严格控制Fe＞Si，以抑制有害针状β相(Fe2Si2Al9)的产生，使之生成危害较小的骨骼状α相(FeSi3Al12)，这样才能有利于缩小合金的脆性区，改善合金的热裂纹倾向性，提高合金的铸造性能；(8)适当调整Zn、Mg含量的比值，因为当Zn、Mg比增加时，会导致Al-Zn-Mg-Cu系合金裂纹倾向性的增加，而降低Zn、Mg比则有利于抑制合金裂纹的产生，所以该合金在调整成分时要控制Zn含量位于中下限，Mg含量位于中上限，以降低Zn、Mg含量的比值，改善合金的铸造性能；(9)以100cm/min的速度在线点入流槽内熔体Al-Ti-B细化剂，可以明显地降低合金的裂纹倾向性；(10)改善冷却水冷系统，使大面水、小面水及三次水可以分别单独控制；大、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强高韧７０５５铝合金，其特征在于高强高韧７０５５铝合金按重量百分比由Ｓｉ：０．１％、Ｆｅ：０．１５％、Ｃｕ：２～２．６％、Ｍｎ：０．０５％、Ｍｇ：１．８～２．３％、Ｃｒ：０．０４％、Ｔｉ：０．０６％、Ｚｒ：０．０８～０．２％、Ｚｎ：７．６～８．４％、杂质０．１％和余量为Ａｌ制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤春，李念奎，单长智，王志超，王国军，陶志民，
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：93[中国|哈尔滨]