一种7075铝合金挤压棒材的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种7075铝合金挤压棒材的制备方法，该方法通过降低7075铝合金组分中的Cu和Mg元素含量，并提高Zn/Mg比含量，以降低合金的淬火敏感性。另外，通过进一步控制Mn、Fe、Si的含量，可以显著提高大规格7075铝合金棒材的淬透性，提升其力学性能。经研究，经制备得到的7075铝合金挤压棒材，其规格在100～150mm中，抗拉强度(Rm)不低于530MPa，规定非比例延伸强度(Rp0.2)不低于470MPa，断后伸长率(A)不低于6％；对于规格在150～250mm的棒材，其抗拉强度(Rm)不低于470MPa，规定非比例延伸强度(Rp0.2)不低于400MPa，断后伸长率(A)不低于5％。5％。

【技术实现步骤摘要】
一种7075铝合金挤压棒材的制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金的制备
，具体涉及一种7075铝合金挤压棒材的制备方法。

技术介绍

[0002]7075铝合金属Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu系合金，是目前最典型的超硬铝合金，可用于制造各种各样的结构件，特别是航空航天器结构件，是当今使用最广泛的高强度铝合金。但7075铝合金的淬透性较差，据报道，其淬透深度只有25mm，对于直径φ120～φ250mmT6态的挤压棒材，力学性能一般难以达到指标要求。
[0003]目前，对于提高7075铝合金挤压棒材的力学性能，主要有两种方式：(1)增加7075合金棒材挤压变形量，即加大挤压系数λ(λ为挤压筒截面积与制品截面积之比)；(2)适当延长7075合金棒材固溶保温时间。但方式(1)受配备的挤压筒限制，挤压规格有限，加大挤压系数的空间不大，且受设备压力的限制，可能存在挤不动的现象。方式(2)中，若延长的固溶保温时间太长，7075合金的挤压效应将消失，反而不利于其在淬火时效后的力学性能提高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种7075铝合金挤压棒材的制备方法。该方法可以使得制备的7075铝合金挤压棒材具有优异的力学性能。
[0005]为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种7075铝合金挤压棒材的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1：将7075合金经熔炼、铸造得到7075合金铸锭；
[0008]所述7075合金按质量百分含量计包括Si≤0.15％；Fe≤0.25％；Cu1.30～1.60％；Mn≤0.10％；Mg 2.10～2.40％；Cr 0.18～0.28％；Zn 5.70～6.10％；Ti≤0.05％；余量为Al；
[0009]S2：将7075合金铸锭依次经加热、挤压、固溶淬火、拉伸矫直和时效处理，得到7075铝合金挤压棒材。
[0010]优选地，所述7075合金中Mn的质量含量不超过0.08％。
[0011]优选地，所述7075合金中Fe的质量含量不超过0.20％。
[0012]优选地，所述7075合金中Si的质量含量不超过0.10％。
[0013]优选地，所述加热的温度为400～430℃。
[0014]优选地，所述挤压的速率不超过0.5m/min。
[0015]优选地，所述固溶淬火中固溶的温度为465～475℃，淬火的水温为20～40℃。
[0016]优选地，所述拉伸矫直的拉伸率为1.5～2.5％。
[0017]优选地，所述时效处理的温度为120
±
5℃，时间为20～30h。
[0018]优选地，所述7075铝合金挤压棒材的直径为100～250mm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术提供了一种7075铝合金挤压棒材的制备方法，7075铝合金作为典型的时效强化合金，其中，Zn、Mg、Cu作为7075铝合金中的主合金元素，在固溶极限范围内，提高Zn、Mg含量，可以大提高合金的力学性能。Cu会显著降低合金固溶体晶格数的数量，导致合金稳定性下降，增加合金的淬火敏感性。因此，本专利技术降低7075铝合金组分中的Cu和Mg元素含量，并提高Zn/Mg比含量，以降低合金的淬火敏感性。另外，本专利技术进一步控制7075铝合金组分中具有淬火敏感性元素的含量，即Mn、Fe、Si，可以显著提高大规格7075铝合金棒材的淬透性，搭配其他的工艺，即可提升其力学性能。经研究，经本专利技术提供的方法制备得到的7075铝合金挤压棒材，其规格在100～150mm中，抗拉强度(Rm)不低于530MPa，规定非比例延伸强度(Rp0.2)不低于470MPa，断后伸长率(A)不低于6％；对于规格在150～250mm的棒材，其抗拉强度(Rm)不低于470MPa，规定非比例延伸强度(Rp0.2)不低于400MPa，断后伸长率(A)不低于5％。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]针对现有技术中，7075铝合金的淬透性较差、淬透深度低，得到的挤压棒材力学性能般难以达到指标要求的问题，本专利技术提供了一种7075铝合金挤压棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0023]S1：将7075合金经熔炼、铸造得到7075合金铸锭；
[0024]S2：将7075合金铸锭依次经加热、挤压、固溶淬火、拉伸矫直和时效处理，得到7075铝合金挤压棒材。
[0025]按照本专利技术，首先提供7075合金铸锭，其由7075合金经熔炼、铸造后得到。所述熔炼、铸造根据本领域技术人员熟知的技术手段进行即可。所述7075合金为本领域技术人员熟知的美国标准规定的牌号为7075的铝合金，其成分的标准质量百分含量，具体如下表1所示：
[0026]表1
[0027][0028]本专利技术发现，以上表1中的7075合金(也称“7075铝合金”)组分得到的7075合金铸锭搭配后续工艺，制备得到的7075合金挤压棒材的力学性能难以达到指标要求。
[0029]7075铝合金作为典型的时效强化合金，Zn、Mg、Cu是其主合金元素，合金中Zn、Mg含量越高，合金时效后析出的η＇(MgZn2)强化相越多，合金在固溶处理后，主合金元素与基体形成的过饱和固溶体在淬火过程中不稳定，会转化成非平衡相。而当淬火速率较小时，会在晶界处析出粗大的η(MgZn2)相，这部分粗大的平衡相尺寸较大，对合金没有强化效果。同
时，还会降低溶质原子和空位的浓度，导致合金时效后形成的η＇减少，晶界和亚晶界上的沉淀析出相增加，从而降低合金的强度和硬度，也对合金的淬透性造成很大影响。本专利技术经研究发现，随着合金中Mg含量的增加，时效硬化层的深度会减小，而且会降低其他元素在基体中的溶解度，淬火敏感性增加。Cu元素对合金的淬火敏感性影响最大，Cu元素会显著降低合金固溶体晶格数的数量，导致合金稳定性下降，增加合金的淬火敏感性。综上，本专利技术旨在通过优化7075铝合金组分中金属元素的含量，即，在保证7075铝合金中低Cu和Mg元素含量的情况下，提高Zn/Mg比含量以此来降低其淬火敏感性。
[0030]本专利技术经优化，优选所述7075合金按质量百分含量计包括Si≤0.15％；Fe≤0.25％；Cu 1.30～1.60％；Mn≤0.10％；Mg 2.10～2.40％；Cr 0.18～0.28％；Zn 5.70～6.10％；Ti≤0.05％；余量为Al。其中，Cu的质量含量控制为1.30～1.60％，可以是1.30％、1.32％、1.35％、1.38％、1.40％、1.42％、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种7075铝合金挤压棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将7075合金经熔炼、铸造得到7075合金铸锭；所述7075合金按质量百分含量计包括Si≤0.15％；Fe≤0.25％；Cu1.30～1.60％；Mn≤0.10％；Mg 2.10～2.40％；Cr 0.18～0.28％；Zn 5.70～6.10％；Ti≤0.05％；余量为Al；S2：将7075合金铸锭依次经加热、挤压、固溶淬火、拉伸矫直和时效处理，得到7075铝合金挤压棒材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述7075合金中Mn的质量含量不超过0.08％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述7075合金中Fe的质量含量不超过0.20％。4.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉春，
申请(专利权)人：西南铝业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：