一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法技术

一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，本发明专利技术涉及航天用铝合金棒材方法领域。本发明专利技术要解决现有工艺挤压制得的航天用棒材粗晶环超过标准要求的技术问题。方法：一、铸造铝合金铸锭；二、铸锭加热、挤压；三、退火；四、端头处理；五、过模冷拉；六、淬火；七、拉伸矫直；八、辊式矫直，即制得消除粗晶环航天用铝合金棒材。本发明专利技术制备的铝合金棒材可达到无粗晶环，符合标准要求；并且力学性能也满足航天产品的应用需要。本发明专利技术用于制备航天用铝合金棒材。

A method of eliminating coarse crystal ring in aluminum alloy bar for Aerospace

【技术实现步骤摘要】
一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法
本专利技术涉及航天用铝合金棒材方法领域。
技术介绍
我国歼机系列战斗机中的零件需要新型合金棒材，因其合金特性而不可替代，由于该合金零件为高温条件下使用，条件恶劣，对性能及低倍组织要求严格，在保证力学性能的同时特别要求粗晶环≤2mm。但是目前按照原有工艺进行生产的棒材，直至头端粗晶环深度最小仍旧为2.5mm，不符合标准规定的粗晶环≤2mm，无法满足其应用的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决现有工艺挤压制得的航天用棒材粗晶环超过标准要求的技术问题，而提供一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法。一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，其特征在于所述的方法按以下步骤进行的：一、按元素的质量百分比为Mg：1.7％～2.3％、Si≤0.2％、Fe≤0.3％、Cu：3.8％～4.3％、Mn：0.40％～0.9％、Ti≤0.1％、Zn≤0.1％和余量Al称取铝锭、Mg锭、Al-Cu中间合金和Al-Mn中间合金，然后进行熔铸得到铝合金铸锭；二、将步骤一制得的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，加热至温度为440～460℃，采用铝合金棒材模具进行挤压，得到铝合金棒材毛料；三、将步骤二得到的铝合金棒材毛料加热到430～450℃，保温3～3.5小时，然后降温至270℃以下出炉，进行退火处理；四、将步骤三处理后的铝合金棒材毛料进行端头处理；五、采用拉伸模具将步骤四处理后的铝合金棒材毛料进行冷拉；六、将步骤五处理后的铝合金棒材毛料加热到温度为495～504℃，保温，然后30s内浸入到温度为10～35℃的水中进行淬火；七、将步骤六处理后的铝合金棒材毛料进行拉伸矫直；八、将步骤七处理后的铝合金棒材毛料进行辊式矫直，得到铝合金棒材，完成所述一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法。其中步骤四中采用碾头机对铝合金棒材毛料的端头进行端头处理，处理后铝合金棒材毛料的端头为扁状，利于采用夹头将铝合金棒材毛料紧密夹牢，方便拉拔；步骤六中根据铝合金棒材规格决定保温时间。本专利技术中Si、Fe、Ti、Zn均为杂质元素。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在淬火前增加过模冷拉伸工序并采用合理的退火制度在保证棒材表面质量及力学性能的情况下，减小棒材低倍粗晶环深度，基本完全消除粗晶环缺陷，减少了粗晶环废品，避免了由于重复取样造成的能源浪费；棒毛料冷拉伸前的塑性是决定棒材质量及拉伸是否顺畅的必要条件，本专利技术选用合适退火温度，既保证了冷拉棒材表面质量，又保证制得的棒材的性能指标及低倍粗晶环情况符合标准及用户要求；棒材的晶粒尺寸取决于淬火前的变形量，变形量13.8％以下的棒材有粗大的晶粒，很小的变形量将为晶粒的快速长大创造了条件，性能也随着降低。无粗晶环的棒材具有细晶组织，因而要在淬火后的棒材中形成细晶组织，则一定要具有很大的变形量，本专利技术制得棒材性能符合标准要求并且保证了低倍组织无粗晶环缺陷产生。本专利技术通过在挤压后增加冷拉伸工艺，优化热处理制度，达到了用户对此合金棒材低倍粗晶环及性能的综合需求，制备的铝合金棒材实体尺寸、表面质量良好，低倍满足用户要求，粗晶环彻底消除，并且综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉伸性能试验方法》试验对于直径不大于22mm棒材抗拉强度不小于390MPa，屈服强度不小于275MPa，断后延伸率不小于10％，对于直径大于22mm棒材抗拉强度不小于420MPa，屈服强度不小于295MPa，断后延伸率不小于8％。本专利技术用于制备航天用铝合金棒材。附图说明图1为实施例一制得的航天用铝合金棒材低倍组织照片；图2为实施例一制得的航天用铝合金棒材显微组织照片。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，所述的方法按以下步骤进行的：一、按元素的质量百分比为Mg：1.7％～2.3％、Si≤0.2％、Fe≤0.3％、Cu：3.8％～4.3％、Mn：0.40％～0.9％、Ti≤0.1％、Zn≤0.1％和余量Al称取铝锭、Mg锭、Al-Cu中间合金和Al-Mn中间合金，然后进行熔铸得到铝合金铸锭；二、将步骤一制得的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，加热至温度为440～460℃，采用铝合金棒材模具进行挤压，得到铝合金棒材毛料；三、将步骤二得到的铝合金棒材毛料加热到430～450℃，保温3～3.5小时，然后降温至270℃以下出炉，进行退火处理；四、将步骤三处理后的铝合金棒材毛料进行端头处理；五、采用拉伸模具将步骤四处理后的铝合金棒材毛料进行冷拉；六、将步骤五处理后的铝合金棒材毛料加热到温度为495～504℃，保温，然后30s内浸入到温度为10～35℃的水中进行淬火；七、将步骤六处理后的铝合金棒材毛料进行拉伸矫直；八、将步骤七处理后的铝合金棒材毛料进行辊式矫直，得到铝合金棒材，完成所述一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法。本实施方式通过在挤压后增加冷拉伸工艺，优化热处理制度，达到了用户对此合金棒材低倍粗晶环及性能的综合需求，制备的铝合金棒材实体尺寸、表面质量良好，低倍满足用户要求，粗晶环彻底消除，并且综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉伸性能试验方法》试验对于直径不大于22mm棒材抗拉强度不小于390MPa，屈服强度不小于275MPa，断后延伸率不小于10％，对于直径大于22mm棒材抗拉强度不小于420MPa，屈服强度不小于295MPa，断后延伸率不小于8％。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按元素的质量百分比为Mg：2.03％、Si：0.05％、Fe：0.16％、Cu：3.81％、Mn：0.63％、Ti：0.02％、Zn：0.02％和余量Al进行熔铸。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中熔铸温度为700～750℃。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中加热至温度为450℃。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三加热到440℃，保温3小时。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中控制降温速率为30℃/h。其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤五中控制铝合金棒材毛料冷作变形量为18.1％进行冷拉。其它与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤六中将铝合金棒材毛料加热到温度为500℃，保温120～210m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，其特征在于所述的方法按以下步骤进行的：/n一、按元素的质量百分比为Mg：1.7％～2.3％、Si≤0.2％、Fe≤0.3％、Cu：3.8％～4.3％、Mn：0.40％～0.9％、Ti≤0.1％、Zn≤0.1％和余量Al称取铝锭、Mg锭、Al-Cu中间合金和Al-Mn中间合金，然后进行熔铸得到铝合金铸锭；/n二、将步骤一制得的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，加热至温度为440～460℃，采用铝合金棒材模具进行挤压，得到铝合金棒材毛料；/n三、将步骤二得到的铝合金棒材毛料加热到430～450℃，保温3～3.5小时，然后降温至270℃以下出炉，进行退火处理；/n四、将步骤三处理后的铝合金棒材毛料进行端头处理；/n五、采用拉伸模具将步骤四处理后的铝合金棒材毛料进行冷拉；/n六、将步骤五处理后的铝合金棒材毛料加热到温度为495～504℃，保温，然后30s内浸入到温度为10～35℃的水中进行淬火；/n七、将步骤六处理后的铝合金棒材毛料进行拉伸矫直；/n八、将步骤七处理后的铝合金棒材毛料进行辊式矫直，得到铝合金棒材，完成所述一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法。/n...

【技术特征摘要】
1.一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，其特征在于所述的方法按以下步骤进行的：
一、按元素的质量百分比为Mg：1.7％～2.3％、Si≤0.2％、Fe≤0.3％、Cu：3.8％～4.3％、Mn：0.40％～0.9％、Ti≤0.1％、Zn≤0.1％和余量Al称取铝锭、Mg锭、Al-Cu中间合金和Al-Mn中间合金，然后进行熔铸得到铝合金铸锭；
二、将步骤一制得的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，加热至温度为440～460℃，采用铝合金棒材模具进行挤压，得到铝合金棒材毛料；
三、将步骤二得到的铝合金棒材毛料加热到430～450℃，保温3～3.5小时，然后降温至270℃以下出炉，进行退火处理；
四、将步骤三处理后的铝合金棒材毛料进行端头处理；
五、采用拉伸模具将步骤四处理后的铝合金棒材毛料进行冷拉；
六、将步骤五处理后的铝合金棒材毛料加热到温度为495～504℃，保温，然后30s内浸入到温度为10～35℃的水中进行淬火；
七、将步骤六处理后的铝合金棒材毛料进行拉伸矫直；
八、将步骤七处理后的铝合金棒材毛料进行辊式矫直，得到铝合金棒材，完成所述一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法。


2.根据权利要求1所述的一种航天用铝合金棒材消除粗晶环的方法，其特征在于步骤一中按元素的质量百分比为Mg：2.03％、Si：0.05％、Fe：0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞青，王强，石钰，佟有志，于峰，满正良，仇平，谭艺哲，贺文秀，张辉玲，张锐，
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;23