【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金，具体涉及一种高延伸低淬火敏感性铝合金的制备方法。
技术介绍
1、飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面有较高的抗蚀能力。
2、在航空领域，蒙皮是决定飞机疲劳寿命的主承载零件，高强度的铝合金常用于蒙皮的制备。随着国内外航天产品的发展，对蒙皮拉伸成形的成形质量提出了更高的要求，现有的铝合金强度、延伸性能不能满足市场的需求。同时，飞机的蒙皮一般使用铆接而不是焊接，但现用铝合金的硬度、耐腐蚀性不足、淬火敏感性较高，严重制约了铝合金在飞机制造上的应用，而存蒙皮的损伤会导致飞机良好的气动性能遭到破坏，危及飞行安全。
技术实现思路
1、基于现有飞机蒙皮用铝合金存在的缺点，本专利技术的目的是提供一种高延伸低淬火敏感性铝合金及其制备方法，对蒙皮的延伸性以及其他力学性能进行提升，同时解决了铝合金材料淬火敏感性较高的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种高延伸低淬火敏感性铝合金，所述铝合金包括以下质量分数的原料：mg 1.7%-2.5％、zn 6.4-7.2％、cu 1.1%-1.8％、ti 0.01%-0.06％、zr0.07%-0.12％、si 0.07-0.16%、cr 0.03%-0.06%
4、进一步地，zr与cr的质量比为2-4:1。
5、在7系铝合金中，为了通过时效硬化获得最大强度，固溶后的淬火至关重要，但是现有铝合金的淬火速率敏感性较高，以及伴随有不同析出反应，严重影响了铝合金的机械性能。为了降低铝合金的淬火敏感性，现有技术通常使用zr元素取代淬火敏感性高的cr元素，以提高铝合金淬火性能。但是本专利技术发现铝合金原料中添加cr具有重要作用，通过添加cr不仅可以提升铝合金强度，还可以改善铝合金的抗水汽腐蚀，这对飞机蒙皮性能的提升具有非常重要的意义，但其抗氯离子腐蚀能力的能力仍不理想。专利技术人通过多次配方的调试发现，zr 的质量分数不超过0.10％，且zr与cr的质量比为2-4:1时，铝合金可以具备低淬火敏感性，受冷却水流量变化影响小。猜测是在该比例下的铝合金，在冷却和随后的退火过程中析出相的平均粒径和体积分数受温度变化影响小，赋予铝合金低淬火敏感性。
6、进一步地，er、sm和nd的质量比为3-5:1-3:1。
7、本专利技术通过添加ce、gd和nd三种元素意在提高铝合金的强度和延伸性，但是专利技术人却意外发现这三种材料的添加可以提高铝合金的硬度，使蒙皮与其他结构铆接更加牢固。猜测是，添加三种元素后，过深冷处理后使得颗粒状第二相更加细小与弥散，细小的晶粒能够有效提高铝合金的硬度。进一步发现当er、sm和nd的质量比为3-5:1-3:1时，同时提高了铝合金抗氯离子腐蚀的能力。猜测是这三种元素ce、gd和nd不同的半径大小和活性使得铝合金内部缺陷更少，结构更稳定，抵抗氯离子腐蚀能力更强。
8、本专利技术第二方面提供了所述的铝合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
9、（1）称取铝合金原料进行熔炼，得到熔炼物；
10、（2）将所述步骤（1）得到的熔炼物进行在线除气，得到在线处理产物；
11、（3）将所述步骤（2）得到的在线处理产物进行铸造，得到铝合金。
12、进一步地，所述步骤（1）中熔炼温度为770-800℃。
13、进一步地，所述步骤（2）中在线除气的温度为720-730℃；所述在线除气的气体流速为30-40l/min。
14、进一步地，所述步骤（3）中铸造速度为30-50mm/min、铸造温度为700-720℃。
15、进一步地，所述步骤（3）中铸造过程中冷却水的流量为15-25m3/h。
16、为了提升铝合金的力学性能，更进一步地，所述步骤（1）中熔炼温度为780℃；所述步骤（2）中在线除气的温度为725℃；所述在线除气的气体流速为35l/min；所述步骤（3）中铸造速度为40mm/min、铸造温度为710℃；所述步骤（3）中铸造过程中冷却水的流量为22m3/h。
17、本专利技术第三方面提供了所述的铝合金的应用，所述铝合金用作飞机蒙皮的加工材料。
18、本专利技术第四方面提供了一种飞机，所述飞机的蒙皮的加工材料包括所述的铝合金。
19、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果为：
20、本专利技术提供了一种高延伸低淬火敏感性铝合金及其制备方法，对蒙皮的延伸性以及其他力学性能进行提升，同时解决了铝合金材料淬火敏感性较高的问题。
21、本专利技术通过添加cr不仅可以提升铝合金强度，还可以改善铝合金的抗水汽腐蚀能力，当zr 的质量分数不能超过0.10％，且zr与cr的质量比为2-4:1时，铝合金可以具备低淬火敏感性。
22、本专利技术通过添加ce、gd和nd三种元素意在提高了铝合金的强度和延伸性，但是专利技术人却意外发现这三种材料的添加可以提高铝合金的硬度以及抗氯离子腐蚀能力。
23、本专利技术提供了铝合金的制备方法，与原料协同发挥作用，提升了铝合金的综合性能。
24、本专利技术的铝合金可用作航空设备的加工材料，尤其适合飞机蒙皮的加工材料。
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1.一种高延伸低淬火敏感性铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下质量分数的原料：Mg 1.7%-2.5％、Zn 6.4-7.2％、Cu 1.1%-1.8％、Ti 0.01%-0.06％、Zr 0.07%-0.10％、Si 0.07-0.16%、Cr 0.03%-0.06%、Er 0.02%-0.13%、Sm 0.01%-0.06%、Nd 0.01%-0.03%和余量的Al。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，Zr与Cr的质量比为2-4:1。
3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，Er、Sm和Nd的质量比为3-5:1-3:1。
4.一种如权利要求1所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中熔炼温度为770-800℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中在线除气的温度为720-730℃；在线除气的气体流速为30-40L/min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中铸造过程中冷却水的流量为15-25m3/h。
9.权利要求1～4任一项所述的铝合金的应用，其特征在于，所述铝合金用作飞机蒙皮的加工材料。
10.一种飞机，其特征在于，所述飞机的蒙皮的加工材料包括如权利要求1-8任一项所述的铝合金。
...【技术特征摘要】
1.一种高延伸低淬火敏感性铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下质量分数的原料：mg 1.7%-2.5％、zn 6.4-7.2％、cu 1.1%-1.8％、ti 0.01%-0.06％、zr 0.07%-0.10％、si 0.07-0.16%、cr 0.03%-0.06%、er 0.02%-0.13%、sm 0.01%-0.06%、nd 0.01%-0.03%和余量的al。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，zr与cr的质量比为2-4:1。
3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，er、sm和nd的质量比为3-5:1-3:1。
4.一种如权利要求1所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄铁兴，戴应鑫，冯永平，刘馥兵，黄祯荣，
申请(专利权)人：福建祥鑫新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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