680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法技术

一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，它主要由：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火(400℃×6h+420℃×6h+440℃×6h+460℃×6h)，大挤压比挤压，固溶处理(450℃×2h+460℃×2h+465℃×2h保温后室温水淬)，时效处理(121℃×5h+133℃×16h)组成。所测得铝合金成分为：(质量分数)Al‑10.7％Zn‑2.8％Mg‑1.2％Cu‑0.2％Zr和Al‑11.2％Zn‑3.0％Mg‑1.3％Cu‑0.2％Zr。本发明专利技术合金晶粒细小，强度可达680MPa，抗剥落腐蚀等级为PB和PC+。

Preparation of 7000 Series Aluminum Alloy with 680 MPa High Strength and Stripping Corrosion Resistance

A preparation method of 680 MPa high strength and spalling corrosion resistance 7000 series aluminium alloy is introduced. It consists of medium frequency furnace melting + metal mould casting, homogenization annealing (400 *6h+420 *6h+440 *6h+460 *6h), large extrusion ratio extrusion, solid solution treatment (450 *2h+460 *2h+465 *2h holding and room temperature water quenching), aging treatment (121). Composition of *5h+133 *16h. The composition of the aluminium alloy is as follows: (mass fraction) Al_10.7% Zn_2.8% Mg_1.2% Cu_0.2% Zr and Al_11.2% Zn_3.0% Mg_1.3% Cu_0.2% Zr. The alloy has fine grain, 680 MPa strength, and the anti-spalling corrosion grade is PB and PC+.

【技术实现步骤摘要】
680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法
本专利技术涉及一种铝合金材料，尤其是一种新型7000系铝合金及其制备方法，具体地说是一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法。
技术介绍
7000系高强度铝合金由于具有高强度低密度、优异的加工性能和焊接性能等特点，被广泛地应用于航空及民用工业等领域，尤其在航空工业中占有十分重要的地位，是航空工业的主要结构材料之一。铝合金的强度性能和抗抗剥落腐蚀性能呈负相关。经T6(121℃×24h)时效处理后的铝合金强度较高，但是抗剥落腐蚀性能较差；经T76(121℃×5h+153℃×16h)、T7X(121℃×5h+133℃×16h)时效处理后的铝合金强度较低，但是抗剥落腐蚀性能较好。如何在提高7000系铝合金的强度的同时保证其优异的抗剥落腐蚀性能这个问题备受铝合金研究者的重视。到目前为止，我国尚未拥有一种铝合金兼具了680MPa的强度和P级抗剥落腐蚀性能。这在一定程度上制约了我国航空航天、武器装备以及民用工业的发展。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有的7000系680MPa强度铝合金存在的强度与高抗剥落腐蚀很难兼顾的问题，通过成分设计和制备技术设计，专利技术一种680MPa强度高抗剥落腐蚀铝合金的制备方法。本专利技术的技术方案是：一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，其特征在于：(1)合金的成分为(质量分数)Al‐10.7％Zn‐2.8％Mg‐1.2％Cu‐0.2％Zr和Al‐11.2％Zn‐3.0％Mg‐1.3％Cu‐0.2％Zr；(2)制备方法：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火，大挤压比挤压，固溶时效处理。所述的中频炉熔炼+金属型铸造是指：首先将纯Al熔化作为熔池，然后将炉温升至850±10℃，再加入熔点较高的Al‐Cu，Al‐Zr和Al‐Sr中间合金，待熔化后降温至800±10℃，搅拌并加入熔点较低的纯Zn，待纯Zn熔化后搅拌除气后加入用铝箔包裹的纯Mg(减少烧损)，待纯Mg熔化后降温至750±10℃并进行精炼，采用C2Cl6进行除气去渣，静置15min后进行浇铸得到铸锭，浇铸前进行扒渣，并将浇铸模具预热。所述的均质化退火是将铸锭进行400±5℃×6h+420±5℃×6h+440±5℃×6h+460±5℃×6h退火处理。所述的大挤压比挤压是将铸锭放入电阻炉中升温至420℃并保温2小时，保温完成后需要进行去皮，然后将铸锭在挤压机上进行挤压比不小于15的大挤压比的挤压。所述的固溶处理是对大挤压比挤压后的铸锭进行450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h保温后室温水淬。所述的时效处理是对固溶处理后的铸锭进行121℃×5h+153℃×16h的时效处理。所述的浇铸模具的预热温度为300±10℃。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术了提供了一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金制备方法。这在一定程度上打破了国外对高性能铝合金的技术封锁，可满足我国航空航天、武器装备等领域的需求。(2)本专利技术通过大量的试验获得了理想的制备方法，尤其是通过采用不同的固溶处理来提高铝合金强度的同时并加强其抗剥落腐蚀能力，按本专利技术的工艺能容易地得到符合要求的铝合金材料。(3)本专利技术所述方法工艺简单、对设备要求低、容易实现，具有很好的工程价值和应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例一抗剥落腐蚀图。图2是本专利技术实施例一合金的拉伸断口图。图3是本专利技术实施例二抗剥落腐蚀图。图4是本专利技术实施例二合金的拉伸断口图。具体实施方式下面结构附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一。如图1、2所示。一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金(Al‐10.7％Zn‐2.8％Mg‐1.2％Cu‐0.2％Zr)的制备方法，首先：进行中频炉熔炼+金属型铸造，将中频炉熔炼炉的炉温升至850±10℃，将纯Al置于炉中进行熔化作为熔池，然后再加入熔点较高的Al‐Cu，Al‐Zr和Al‐Sr中间合金，待熔化后降温至800±10℃，搅拌并加入熔点较低的纯Zn，待纯Zn熔化后搅拌除气后加入用铝箔包裹的纯Mg(减少烧损)，待纯Mg熔化后降温至750±10℃并进行精炼，采用C2Cl6进行除气去渣，静置15min后进行浇铸得到铸锭，浇铸前进行扒渣，并将浇铸模具预热(预热温度为300±10℃)。其次，对铸锭进行均质化退火是将铸锭进行400±5℃×6h+420±5℃×6h+440±5℃×6h+460±5℃×6h退火处理。第三，对铸锭进行大挤压比挤压，将铸锭放入电阻炉中升温至420℃并保温2小时，保温完成后需要进行去皮，然后将铸锭在挤压机上进行挤压比不小于15的大挤压比的挤压。第四，进行固溶处理，对大挤压比挤压后的铸锭进行450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h保温后室温水淬。第五，进行时效处理，对固溶处理后的铸锭进行121℃×5h+153℃×16h的时效处理，即得到本实施例的680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金(Al‐10.7％Zn‐2.8％Mg‐1.2％Cu‐0.2％Zr)。对其强度进行测量，并进行晶间腐蚀，剥落腐蚀实验，并与不同的固溶时效工艺的试样对比。实验结果如下：实施例二。如图3、4所示，一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金(Al‐11.2％Zn‐3.0％Mg‐1.3％Cu‐0.2％Zr)的制备方法，首先：进行中频炉熔炼+金属型铸造，将中频炉熔炼炉的炉温升至850±10℃，将纯Al置于炉中进行熔化作为熔池，然后再加入熔点较高的Al‐Cu，Al‐Zr和Al‐Sr中间合金，待熔化后降温至800±10℃，搅拌并加入熔点较低的纯Zn，待纯Zn熔化后搅拌除气后加入用铝箔包裹的纯Mg(减少烧损)，待纯Mg熔化后降温至750±10℃并进行精炼，采用C2Cl6进行除气去渣，静置15min后进行浇铸得到铸锭，浇铸前进行扒渣，并将浇铸模具预热(预热温度为300±10℃)。其次，对铸锭进行均质化退火是将铸锭进行400±5℃×6h+420±5℃×6h+440±5℃×6h+460±5℃×6h退火处理。第三，对铸锭进行大挤压比挤压，将铸锭放入电阻炉中升温至420℃并保温2小时，保温完成后需要进行去皮，然后将铸锭在挤压机上进行挤压比不小于15的大挤压比的挤压。第四，进行固溶处理，对大挤压比挤压后的铸锭进行450℃×2h+460℃×2h+470℃×2h保温后室温水淬。第五，进行时效处理，对固溶处理后的铸锭进行121℃×5h+153℃×16h的时效处理，即得到本实施例的680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金(Al‐11.2％Zn‐3.0％Mg‐1.3％Cu‐0.2％Zr)。对其强度进行测量，并进行晶间腐蚀，剥落腐蚀实验，并与不同的固溶时效工艺的试样对比。实验结果如下：本专利技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，其特征在于：(1)合金的成分为(质量分数)Al‐10.7％ Zn‐2.8％Mg‐1.2％Cu‐0.2％Zr和Al‐11.2％Zn‐3.0％Mg‐1.3％Cu‐0.2％Zr；(2)制备方法：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火，大挤压比挤压，固溶时效处理。

【技术特征摘要】
1.一种680MPa强度高抗剥落腐蚀性能7000系铝合金的制备方法，其特征在于：(1)合金的成分为(质量分数)Al‐10.7％Zn‐2.8％Mg‐1.2％Cu‐0.2％Zr和Al‐11.2％Zn‐3.0％Mg‐1.3％Cu‐0.2％Zr；(2)制备方法：中频炉熔炼+金属型铸造，均质化退火，大挤压比挤压，固溶时效处理。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述的中频炉熔炼+金属型铸造是指：首先将纯Al熔化作为熔池，然后将炉温升至850±10℃，再加入熔点较高的Al‐Cu，Al‐Zr和Al‐Sr中间合金，待熔化后降温至800±10℃，搅拌并加入熔点较低的纯Zn，待纯Zn熔化后搅拌除气后加入用铝箔包裹的纯Mg(减少烧损)，待纯Mg熔化后降温至750±10℃并进行精炼，采用C2Cl6进行除气去渣，静置15min后进行浇铸得到铸锭，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓静，毛强，贾伟杰，杜东辉，张洁，蒋泽，张天赐，朱宸煜，王浩，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32