冷成型铝锂合金的方法技术

公开了制造冷成型、挤出铝锂合金的新方法和由其制得的未再结晶的产品。方法可包括以下中的一种或多种：将未再结晶的挤出铝

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷成型铝锂合金的方法


[0001]本公开涉及冷成型铝锂合金的方法和由其制得的未再结晶的产品。

技术介绍

[0002]众所周知，铝
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锂合金通过热加工，随后进行固溶热处理和自然或人工老化而作为锻造产品生产。在不破坏微观结构的情况下将此类铝
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锂产品成型为最终产品形式(例如，航空航天部件)是有问题的。

技术实现思路

[0003]广泛地，本专利申请涉及生产冷成型、未再结晶、挤出铝
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锂合金产品的方法。本文公开的新方法可促进例如具有改进的冷成型特性的产品的生产，例如通过促进在高应变区域中具有主要未再结晶的微结构的挤出铝锂合金产品的保留和/或生产。新方法还可以例如通过促进受限数目的冷成型操作和/或热处理操作来促进此类产品的更高效生产。因此，可以生产更具成本效益的产品，并且此类产品可以实现改进的特性。
[0004]在图1中示出用于生产冷成型、未再结晶、挤出铝
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锂合金产品的方法的一个实施例。在所说明的实施例中，方法(10)包括将未再结晶的挤出铝
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锂产品加热至处理温度(100)，将未再结晶的挤出铝
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锂产品从处理温度冷却至处理后温度(200)，且接着将未再结晶的挤出铝
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锂产品冷成型为第二未再结晶的产品形式(300)。冷成型(300)通常如下地使未再结晶的挤出铝
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锂产品塑性变形：通过(A)使未再结晶的挤出铝
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锂产品非均匀变形(例如，使得在冷成型产品中实现可变应变)，或(B)对未再结晶的挤出铝
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锂产品施加曲率，从而实现具有至少一个弓形表面的第二产品形式，或(A)和(B)两者。冷成型类型的非限制性实例包括冷拉伸成型、非均匀冷轧和凸块成型，仅举几例。下文提供涉及这些步骤中的每一个的更特定实施例。同样如下文所述，可按需要多次重复步骤(100)
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(300)，直至实现产品的最终型式。在一个实施例中，利用至少两个序列(即，采用步骤(100)
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(300)的至少两个序列)。在一个实施例中，最终序列包括最终加热步骤(100f)、最终冷却步骤(200f)和最终冷成型步骤(300f)。作为一个非限制性实例，可重复步骤(100)
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(300)至多六次，其中在最终冷成型步骤(300f)之后获得最终产品。冷成型、未再结晶、挤出铝
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锂最终产品的非限制性实例包括机身框架、机身纵梁、机身蒙皮、机翼纵梁、翼梁、小翼、弦杆和龙骨梁等。
[0005]i.未再结晶的挤出铝
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锂产品
[0006]现参看图2a，如上所述，加热步骤(100)可包括加热未再结晶的挤出铝
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锂产品。在加热(100)之前，产生未再结晶的挤出物(挤出产品)。未再结晶的挤出铝
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锂产品可经由任何合适的直接或间接挤出技术制成挤出物(110)。在一个实施例中，未再结晶的挤出铝
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锂产品通过间接挤出产生。在另一实施例中，未再结晶的挤出铝
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锂产品通过直接挤出产生。一般来说，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品主要为未再结晶的，即含有大于50％未再结晶的晶粒。在一个实施例中，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品为至少60％未再结晶的。在另一实施例中，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品为至少
70％未再结晶的。在另一实施例中，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品为至少80％未再结晶的。在另一实施例中，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品为至少90％未再结晶的。在另一实施例中，在加热(100)之前，未再结晶的挤出铝
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锂产品为至少95％未再结晶的，或更多。可通过对适当光学显微照片的目视检查或经由EBSD分析来确定产品是否为未再结晶的，如下文进一步详细描述。
[0007]未再结晶的挤出铝
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锂产品可由具有锂的任何合适的铝合金制成。在一个实施例中，铝
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锂合金包含0.2至5.0重量％Li(120)。在一个实施例中，铝
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锂合金为具有锂的2xxx、5xxx、7xxx或8xxx铝合金(130)之一。2xxx、5xxx、7xxx和8xxx铝合金产品的定义是根据铝业协会(Aluminum Association)在2015年1月公布的文献“International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys”，也称为“青绿色板材(Teal Sheets)”。在一个实施例中，铝
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锂合金为2xxx
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合金，即具有锂的2xxx铝合金。在另一实施例中，铝
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锂合金为5xxx
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Li合金，即具有锂的5xxx铝合金。在另一实施例中，铝
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锂合金为8xxx
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Li合金，即具有锂的8xxx铝合金。
[0008]在一个实施例中，未再结晶的挤出铝
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锂产品为2xxx
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Li产品。在一个实施例中，2xxx
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Li产品包含2.0
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5.0重量％Cu、0.2
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2.0重量％Li、至多1.5重量％Mg、至多1.0重量％Ag、至多1.0重量％Mn、至多1.5重量％Zn、各为至多0.25重量％的Zr、Ti、Sc和Hf，其余为铝，任选的附带元素和杂质。在一个实施例中，2xxx
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Li产品为2x55型铝合金产品，其具有3.2
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4.2重量％Cu、0.10
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0.50重量％Mn、0.20
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0.6重量％Mg、0.30
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0.7重量％Zn、0.20
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0.7重量％Ag、1.0
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1.3重量％Li、0.05
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0.15重量％Zr、至多0.10重量％Ti、至多0.10重量％Fe、和至多0.07重量％Si，其余为铝、任选的附带元素和杂质。
[0009]ii.加热步骤
[0010]现参看图2b，如上所述，加热步骤(100)可包括将未再结晶的挤出铝
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锂产品加热至处理温度(100)。一般来说，此处理温度为至少750℉。所使用的特定处理温度可取决于合金组成，但处理温度通常低于所采用的特定铝
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锂合金的固相线温度。在一个实施例中，处理温度为低于未再结晶的挤出铝
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锂产品的固相线温度85℉至低于未再结晶的挤出铝
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包含：将未再结晶的挤出铝
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锂产品冷成型为第二产品形式；(i)其中所述未再结晶的挤出铝
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锂合金包含0.2
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5.0重量％的Li；(ii)其中所述未再结晶的挤出铝
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锂产品主要为未再结晶的；(iii)其中所述冷成型包含当所述未再结晶的挤出铝
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锂产品具有不大于400℉的温度时开始所述冷成型；(iv)其中所述冷成型包含使所述未再结晶的挤出铝
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锂产品塑性变形，其中所述塑性变形包含以下中的至少一个：(A)使所述未再结晶的挤出铝
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锂产品非均匀变形，其中由于所述非均匀变形，所述第二产品形式的第一部分实现第一应变量，且所述第二产品形式的第二部分实现第二应变量，其中所述第一应变量与所述第二应变量相差至少1％；以及(B)对所述未再结晶的挤出铝
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锂产品施加曲率，其中所述第二产品形式包含至少一个弓形表面。(v)其中所述第二产品形式主要为未再结晶的。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述冷成型步骤之前，所述方法包含：将所述未再结晶的挤出铝
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锂产品加热至处理温度，其中所述处理温度为至少750℉；且接着将所述未再结晶的挤出铝
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锂产品从所述处理温度冷却至处理后温度，并且以不大于500℉/分钟的冷却速率冷却。3.根据权利要求2所述的方法，其包含：将所述第二产品形式第二次加热至第二处理温度，其中所述第二处理温度为至少750℉；将所述第二产品形式从所述第二处理温度第二次冷却至第二处理后温度；将所述第二产品形式第二次冷成型为另一产品形式，其中所述另一产品形式主要为未再结晶的。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二产品形式为中间产品形式，其中所述另一产品形式为最终产品形式，且其中所述第二冷却包含以至少1000℉/分钟的速率将所述第二产品形式从所述第二处理温度冷却至所述第二处理后温度。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述处理温度低于所述未再结晶的挤出铝
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锂产品的固相线温度。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述处理温度为低于所述未再结晶的挤出铝
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锂产品的固相线温度85℉至低于所述未再结晶的挤出铝
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锂产品的固相线温度15℉。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热包含以如下的加热速率将所述未再结晶的挤出铝
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锂产品从处理前温度加热至所述处理温度：至少1℉/分钟，或至少3℉/分钟，或至少5℉/分钟，或至少8℉/分钟，或至少10℉/分钟，或至少15℉/分钟，或至少20℉/分钟，或至少25℉/分钟，或至少35℉/分钟，或至少45℉/分钟，或至少55℉/分钟，或至少65℉/分钟，或至少75℉/分钟，或至少85℉/分钟。8.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热包含以不大于100℉/分钟的加热速率将所述未再结晶的挤出铝
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锂产品从所述处理前温度加热至所述处理温度。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热包含持续足以溶解主要量的沉淀相粒子但不使所述未再结晶的挤出铝
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锂产品再结晶的时间段将所述未再结晶的挤出铝
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锂产品保持在所述处理温度下。10.根据权利要求2所述的方法，其中所述冷却包含以...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：奥科宁克技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：