一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺制造技术

一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，包括如下步骤：步骤一：包覆材与铸锭贴合，包覆材四周距离铸锭边部20

【技术实现步骤摘要】
一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺


[0001]本专利技术属于航天铝合金领域，具体地说是一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺。

技术介绍

[0002]飞机用蒙皮薄板是长期暴露于环境中，对于材料的抗腐蚀性能及强度要求很高，7075铝合金属于Al
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Zn
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Mg
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Cu系，是高强铝合金，包覆薄板给予合金更高的抗腐蚀能力，足以满足飞机高安全性，长寿命的设计使用要求。由于国内在航空包覆薄板的研制方面缺乏经验、国内民用航空飞机蒙皮材料主要来自国外进口。7075合金O态包覆薄板在研制过程中存在包覆轧制过程中容易产生裂纹、板材厚度控制精度低、表面质量差、性能不符合标准要求等困难，使得后续应用状态的综合性能达不到技术设计要求。导致国产大飞机项目蒙皮材料一直依赖进口。南山铝业借助国家新材料应用示范平台(航空材料)相关生产线建设项目，加大对民机用铝合金薄板材料的研制，攻克了国外技术封锁，为国产大飞机用航空铝合金蒙皮板国产化奠定基础。
[0003]7075合金属于高强度可热处理合金，起主要强化作用的元素为Zn和Mg，Cu也有一定强化效果，但其主要作用是为了提高材料的抗腐蚀性能。7075合金具有良好机械性能，易于加工，抗腐蚀性能、抗氧化性好。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具等领域。在航空领域不仅可以以型材的形式作为航空飞机结构件，也可作为蒙皮板用在飞机机翼上。
[0004]7075合金O状态包覆薄板作为可加工状态供应用于大型民机蒙皮用薄板，然而现有技术材料制备过程中性能不均匀，易出现包覆裂纹，包覆层厚度不均匀以及板型控制困难等无法很好的满足AMS 4048标准要求，因此需要系统从合金成分、包覆工艺及轧制工艺优化等技术进行创新。现有技术以生产满足AMS4048标准及国产大飞机项目需求为技术研发前提，根据客户对于航空蒙皮薄板的使用环境及性能需求进行工艺优化及性能提升。机翼蒙皮7系铝合金在实际使用过程中，不仅要承受高速下气流的冲击，同时需要较高的耐腐蚀性能。然而，目前国内还没有成熟的一套生产方法，在实际生产过程中由于板材厚度不均匀、包覆铝厚度均匀性差等问题导致整体板材不同位置的性能差异较大，也会导致使用过程中发生开裂、变形等，这些对于机翼蒙皮的使用寿命影响较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，用以解决现有技术中的缺陷。
[0006]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，包括如下步骤：
[0008]步骤一：包覆材与铸锭贴合，包覆材四周距离铸锭边部20
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30mm，长度方向每隔1000
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1500mm采用螺栓紧固的方式进行固定焊合，焊合用材料为7075
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F态铝合金；
[0009]步骤二：将步骤一种的包覆材与铸锭的复合铝材加热至450
‑
470℃，保温2
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5h后，进行热轧。设置热轧20
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25道次，前两道次焊合轧制，压下量控制1
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3mm，轧制速度0.35
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0.5m/s。后面道次采用常规轧制模式，在第六道轧制开始添加乳液，第六道轧制到第八道轧制中上部乳化剂喷淋喷头开合度为20％，下部乳化剂喷淋量喷头开合度为50％，第九道轧制到最后一道轧制上部乳化剂喷淋喷头开合度为40％，下部乳化剂喷淋喷头开合度为80％每道次压下量控制≤30mm，轧制速度控制≤2.0m/s，轧制间隙使用刷辊清理辊面，终轧温度控制300
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330℃，热轧成品厚度为7.0
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8.0mm；
[0010]步骤三：将热轧7.0
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8.0厚度板材经过3道冷轧至3.25mm
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4.75mm；
[0011]步骤四：将冷轧后的板材在370
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380℃保温2h，温度降低至150℃以下，降温速率降温≤15℃/h，降温后得O态包覆铝薄板。
[0012]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的步骤一中铸锭的的合金组成为：i含量低于0.08％，Fe含量低于0.15％，Zn含量5.6％
‑
5.9％，Cu含量1.3％
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1.6％，Mg含量2.4％
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2.7％，Mn含量低于0.1％，Cr含量0.18％
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0.21％，Ti含量低于0.1％，其他杂质元素，单个不超过0.05％，总和不超过0.15％，余量为铝。
[0013]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的步骤一中铸锭制备方法为：原料置于熔炼炉中，加入重熔铝锭及相同合金的废料，在740℃下熔炼，开始熔化后加入覆盖剂，当铝合金原料60
‑
70％熔化后，开启电磁搅拌，全部熔化后进行成分调整，加入中间合金或添加剂来调整成分，然后扒渣、取样检测化学成分，成分合适后转移熔体到保温炉，然后将铸锭放入均质炉中进行均匀化热处理，采用双级均质工艺465
±
3℃/8
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10h+475
±
3℃/25
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30h，出炉推入冷却室快速冷却。
[0014]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的步骤一中包覆材选用抗腐蚀性能更高的低合金化7xxx铝板，包覆板厚度为13
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15mm。对于成品厚度3.25mm
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4.75mm的包铝薄板，最小包覆率为2％，名义包覆率设为3％，包铝薄板所使用包覆板厚度T的厚度为13
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15mm，包覆板宽度＝芯锭有效轧制面宽度
‑
(25
±
15mm)*2，包覆板长度＝芯锭长度
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(200
±
10mm)*2。
[0015]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的步骤一中包覆材在使用前进行单面刷磨，需保证刷磨质量，刷磨层均匀无遗漏，刷磨面严禁有灰尘、油污、铝屑等异物存在。
[0016]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的步骤一中的铸锭表面使用毛巾蘸丁酮或丙酮清洗剂擦，再用干净干毛巾擦拭铸锭表面，空气吹扫除去表面残留的丁酮或丙酮，保证擦拭后用白纸擦拭表面不发黑，避免层间夹渣的形成。
[0017]如上所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，所述的。
[0018]本专利技术的优点是：
[0019]1、本专利技术通过合金成分优化、复合铸造焊合工艺、冷热轧工艺配合等技术手段，开发出各项性能指标全面满足AMS 4048标准的性能要求一种民机蒙皮用7075合金O状态包覆薄板。
[0020]2、铸锭均热工艺：对大尺寸高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：包覆材与铸锭贴合，包覆材四周距离铸锭边部20
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30mm，长度方向每隔1000
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1500mm采用螺栓紧固的方式进行固定焊合，焊合用材料为7075
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F态铝合金；步骤二：将步骤一种的包覆材与铸锭的复合铝材加热至450
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470℃，保温2
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5h后，进行热轧。设置热轧20
‑
25道次，前两道次焊合轧制，压下量控制1
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3mm，轧制速度0.35
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0.5m/s。后面道次采用常规轧制模式，在第六道轧制开始添加乳液，第六道轧制到第八道轧制中上部乳化剂喷淋喷头开合度为20％，下部乳化剂喷淋量喷头开合度为50％，第九道轧制到最后一道轧制上部乳化剂喷淋喷头开合度为40％，下部乳化剂喷淋喷头开合度为80％每道次压下量控制≤30mm，轧制速度控制≤2.0m/s，轧制间隙使用刷辊清理辊面，终轧温度控制300
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330℃，热轧成品厚度为7.0
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8.0mm；步骤三：将热轧7.0
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8.0厚度板材经过3道冷轧至3.25mm
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4.75mm；步骤四：将冷轧后的板材在370
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380℃保温2h，温度降低至150℃以下，降温速率降温≤15℃/h，降温后得O态包覆铝薄板。2.根据权利要求1所述的一种航空O态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺，其特征在于：所述的步骤一中铸锭的的合金组成为：i含量低于0.08％，Fe含量低于0.15％，Zn含量5.6％
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5.9％，Cu含量1.3％
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1.6％，Mg含量2.4％
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2.7％，Mn含量低于0.1％，Cr含量0.18％

【专利技术属性】
技术研发人员：隋信栋，晁代义，于芳，黄同瑊，张芮源，徐志远，张华，李昌龙，顾华锋，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：