【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合层状金属材料轧制，具体涉及一种高强高塑多层铝合金板的制备方法。
技术介绍
1、随着经济的迅猛发展和社会的不断进步，对航空航天、特种车辆等工业用所需材料的轻量化、高性能化、多功能化和低成本化等的要求越来越高。
2、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。其中，7xxx系铝合金(al-zn-mg和al-zn-mg-cu)由于比强度高、密度低、焊接性能优良和加工性能良好而广泛用于航空航天和特种车辆中。然而，受合金成分的影响，单一的7xxx系铝合金很难同时兼具高强高塑的综合力学性能，因此迫切需要开发新型的制备工艺。7017铝合金属于al-zn-mg系合金，塑性较好但强度中等偏低。该合金虽具有优良的抗冲击性能，但在高速冲击或撞击下会出现尚未能完全吸收冲击功就发生塑性变形的情况，从而不能充分发挥其抗冲击性能。7055铝合金属于al-zn-mg-cu系合金，是目前形变铝合金中强度最高的合金，且断裂韧性较好，抗疲劳裂纹扩展能力强，对晶间破裂和腐蚀都有抵抗力，但该合金塑性较差，在吸收冲击功和阻止裂纹扩展方面有所不足。因此，单一7017或7055铝合金在抵御高速冲击时很难达到理想效果，制约了的它们的应用范围和场景。
3、针对上述问题，本专利技术采用轧制技术将7055和7017合金复合，使硬质7055合金和软质7017合金在变形时相互约束，实现了两种合金的强塑性能优势互补，获得了综合力学性能优异的铝/铝叠层复合板材，为提升铝合金板的抗冲击性能提供了技术思路。
技术实现思路<
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种力学性能、抗冲击性能优异的高强高塑多层铝合金板的制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：
2、本专利技术的高强高塑多层铝合金板的制备方法，按以下步骤进行：
3、(1)原始铸锭的准备：准备面积和厚度相同的7017铝合金铸锭与7055铝合金铸锭，切去铸锭的浇铸端部和底部，并将铸锭表面铣面后，对两种铝合金进行均匀化处理。减少铸造过程中产生的成分偏析，为后续的板材轧制减薄做准备。
4、(2)预包覆板的准备：准备四块长宽尺寸大于步骤(1)中铸锭的1050铝合金薄板，将铸锭和薄板表面打磨、清洗并烘干后，采用铆接的方式在7017和7055铝合金铸锭两侧包覆1050铝板，分别得到7017和7055铝合金预包覆板。铆接时，以1050铝合金薄板、铸锭、1050铝合金薄板的顺序交替叠放，在板材的两端正反面打孔用纯铝铆钉铆接，孔洞无须贯穿铸锭。
5、(3)预包覆板的预轧及减薄：对7017、7055预包覆板分别进行轧制减薄，轧制前进行去应力退火，轧制过程中道次间进行中间退火。减薄后7017预包覆板和7055预包覆板厚度比为1:1～1:10。
6、(4)预包覆板的修剪：对轧制减薄的板材进行修剪，避开铆钉位置选取合适大小的板材，对两种预包覆板的表面进行打毛、清洗、烘干。
7、(5)预包覆板表面去污处理：对两种预包覆板的表面进行打毛、清洗、烘干，去除表面的污渍。
8、(6)叠层复合板的固定处理：将去污处理后的预复合板沿轧向以7017预复合板、7055预复合板的顺序堆叠后铆接，使叠层板的结合面接触固定。
9、(7)叠层复合板的轧制减薄：将固定好的叠层板进行轧制处理，轧制前进行去应力退火，轧制过程中两道次间进行中间退火，得到初步结合的7017/1050/7055叠层复合板。
10、(8)叠层复合板的制备：将得到复合的叠层板沿板材横向对半切割，重复步骤(5)、(6)、(7)的操作，进行一道次的复合累积轧制。
11、(9)叠层复合板的热处理制度：在箱式炉中对叠层复合板进行固溶处理，在烘干箱中对叠层复合板进行时效处理。
12、上述方法中，7017的铝合金，其成分按重量百分比为：si≤0.35％、fe≤0.45％、cu≤0.2％、0.05％≤mn≤0.50％、2.0％≤mg≤3.0％、cr≤0.35％、ni≤0.1％、4.0％≤zn≤5.2％、ti≤0.15％、0.10％≤zr≤0.25％、sc≤0.25％、余量为al；7055的铝合金，其成分按重量百分比为：si≤0.1％、fe≤0.15％、2.0％≤cu≤2.6％、mn≤0.05％、1.8％≤mg≤2.3％、cr≤0.04％、7.6％≤zn≤8.4％、ti≤0.06％、0.08％≤zr≤0.25％、sc≤0.25％、余量为al。
13、上述方法中，步骤(1)的均匀化处理制度为双级均匀化处理，第一级均匀化处理工艺为：板材随炉加热，炉温升到400℃后保温8h；第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至460℃后，保温36h。
14、上述方法中，所有板材结合表面的处理方式为：首先用丙酮冲洗板材，脱去板材表面的污渍，待自然风干后，使用钢刷对预复合表面做毛化处理，划痕成交叉网状分布，再用酒精冲洗板材，随后用吹风机吹干。
15、上述方法中，步骤(2)中的板材在进行铆接时，以1050铝合金薄板、铸锭、1050铝合金薄板的顺序交替叠放，在板材的两端正反面打孔并用纯铝铆钉铆接，将叠层复合板的四个角部固定在一起。孔洞深度为15mm，纯铝铆钉长度为20mm。
16、上述方法中，步骤(3)中去应力退火制度为430℃～480℃下保温1.5h。预包覆板的轧制减薄方式为：将预复合板在440℃～480℃下保温1.5h，轧制时为了防止包铝板错动，初始两道次的压下量为5％，其余道次的压下量为20％～50％，道次间进行中间退火，退火温度为440℃～475℃，时长为20min，但最后一道次之前不进行中间退火。
17、上述方法中，步骤(6)中的板材在进行铆接时，在板材的两端打孔并用纯铝铆钉铆接，将叠层复合板的四个角部固定在一起。孔洞贯穿两块预复合板，纯铝铆钉长度为25mm。
18、上述方法中，步骤(7)、(8)中叠层复合板的轧制减薄方式为：在430℃～475℃下对铆接后的叠层板进行去应力退火，保温1.5h，每道次的压下量为20％～50％且道次间进行420℃～470℃的中间退火，时长为20min。最后一道次之前例外，不进行中间退火。
19、上述方法中，步骤(9)的热处理制度分为固溶处理和时效处理，固溶处理制度为：板材随炉加热，炉温升到470℃后，保温70min，之后立即进行水淬。时效处理制度为：板材随炉加热至120℃后，保温24h，取出后室温冷却。
20、与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果为：
21、1、在制备7017/1050/7055铝合金叠层复合板时，没有一次性将所有板材固定在一起轧制，而是采取了先制备7017铝合金预包覆板和7055铝合金预包覆板，再将7017铝合金预包覆板和7055铝合金预包覆板进行复合轧制的方式，减少了实际轧制过程中成品叠层板的复合层数，有效控制了表面气泡的产生。
22、2、采用热轧与一道次的累积叠轧技术，并配合合适的参数进行热处理，即可得到界面结合良本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(1)的均匀化处理制度为双级均匀化处理，第一级均匀化处理工艺为：板材随炉加热，炉温升到400℃后保温8h；第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至460℃后，保温36h。
3.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的板材在进行铆接时，以1050铝合金薄板、铸锭、1050铝合金薄板的顺序交替叠放，在板材的两端正反面打孔并用纯铝铆钉铆接，将叠层复合板的四个角部固定在一起；孔洞深度为15mm，纯铝铆钉长度为20mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中去应力退火制度为430℃～480℃下保温1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中预包覆板的轧制减薄方式为：将预复合板在440℃～480℃下保温1.5h，轧制时为了防止包铝板错动，初始两道次的压下量为5％，其余道次的压下量为
6.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中减薄后7017预包覆板和7055预包覆板厚度比为1:1～1:10。
7.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(7)、(8)中叠层复合板的轧制减薄方式为：在430℃～475℃下对铆接后的叠层板进行去应力退火，保温1.5h，每道次的压下量为20％～50％且道次间进行420℃～470℃的中间退火，时长为20min，在最后一道次之前不进行中间退火。
8.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(9)的热处理制度分为固溶处理和时效处理，固溶处理制度为：板材随炉加热，炉温升到470℃后，保温70min，之后立即进行水淬。
9.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(9)的时效处理制度为：板材随炉加热至120℃后，保温24h，取出后室温冷却。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(1)的均匀化处理制度为双级均匀化处理，第一级均匀化处理工艺为：板材随炉加热，炉温升到400℃后保温8h；第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至460℃后，保温36h。
3.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的板材在进行铆接时，以1050铝合金薄板、铸锭、1050铝合金薄板的顺序交替叠放，在板材的两端正反面打孔并用纯铝铆钉铆接，将叠层复合板的四个角部固定在一起；孔洞深度为15mm，纯铝铆钉长度为20mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中去应力退火制度为430℃～480℃下保温1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种高强高塑多层铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中预包覆板的轧制减薄方式为：将预复合板在440℃～480℃下保温1.5h，轧制时为了防止包铝板错动，初始两道次的压下量为5％，其余道次的压下量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，殷星驰，王群骄，刘晓涛，张辉，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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