【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝挤压材生产，具体涉及一种抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法。
技术介绍
1、7x50铝合金具有低密度、高强度、高断裂韧性等优点，在航天航空、军工等领域得到了广泛应用，随着航天航空以及军工领域得迅速发展，对材料得综合性能要求越来越高；周边粗晶组织是铝合金热挤压过程中普遍存在的缺陷，会降低挤压制品的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀等力学性能，因此消除或减轻粗晶环结构对铝合金挤压行业非常重要。
2、7x50铝合金为代表的al-zn-mg-cu超高强铝合金拥有优良的综合性能，因此，被广泛应用于大飞机的结构件。挤压圆棒作为锻坯与铸锭相比，具有更加优异的内部冶金质量，且能够帮助锻件优化微观组织，降低锻件缺陷风险从而降低成本；然而由于挤压粗晶的影响，导致直径范围在200-240mm的大尺寸挤压圆棒作为锻坯使用受限。为了防止粗晶环结构的形成，使挤压圆棒可以作为锻坯使用，了解粗晶环结构变形条件和随后的热处理对所得晶粒结构的影响至关重要。
3、目前，在铝合金中表面粗晶的形成有不同的机制，可能与合金的种类有关，也可能与挤压棒外围的高应变速率有关；其中两种更具有科学意义，第一种理论以传统的形核长大理论为基础，与细晶组织的形成有关。第二种理论是基于动态再结晶形成细晶粒结构，然后是由于动态再结晶形成晶粒的异常生长导致粗晶环形成。目前对粗晶环的机理国内外学者进行了大量研究，但目前尚未达成共识，粗晶环产生原因分为挤压变形和固溶热处理两种，无论是哪一种原因导致的都对产品性能有着巨大的影响。因此如何抑
4、广西南南铝加工有限公司在2022年于专利cn164908264a中公布了一种能够消除2219挤压粗晶环的方法。通过开发特定的工艺一定程度上消除2219铝合金挤压棒粗晶环。此方法需要针对不同牌号的铝合金开发相对应工艺，耗费时间较长，生产成本较高。
5、中国科学院金属研究所在2016年于专利cn107151753a中公布了一种抑制a7n01铝合金表面粗晶环缺陷的方法。利用添加sc元素抑制再结晶的发生从而细化微观组织。通过添加稀土sc元素，可以达到再结晶的目的，但稀土的高价值不太适合应用于工业生产。
6、山东南山铝业有限公司在2018年于专利cn109136506b中公布了一种抑制2024粗晶环的方法，同时还得到了一种高强高韧的铝合金航空用型材。该专利主要应用在2024铝合金，但2系合金和7系合金在控制粗晶问题上是存在较大差异的。这也是我们继克服2024铝合金粗晶问题之后，首次实现大飞机7x50合金零粗晶。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供了一种抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，包括铸锭合金成分配比、精炼处理、在线处理、均匀化退火、挤压处理和拉伸处理；针对目前挤压为锻造开坯一直存在大尺寸粗晶层，使得后续锻造工序加重、难度变大影响生产的问题，设置熔铸工艺和挤压工艺参数，抑制7x50铝合金表面粗晶缺陷，为生产出国产大型民用飞机起落架7x50铝合金锻件提供支持。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，包括铸锭合金成分配比、精炼处理、在线处理、均匀化退火、挤压处理和拉伸处理；
4、7x50铝合金铸锭的合金成分配比，包括下述重量百分比的组分：
5、si≤0.10%，fe≤0.10%，cu 2.3-2.5%，mn≤0.08，mg 2.2-2.5%，cr≤0.02%，zn6.00-6.60%，ti 0.03-0.06%，zr 0.10-0.12%，余量为al及不可避免杂质；其中，不可避免杂质的单个含量不超0.03%，合计不超0.10%；
6、精炼处理，向铝熔体中通入cl2和ar2混合气体进行精炼；
7、在线处理，向精炼后的铝熔体中加入al-ti-b合金丝进行在线晶粒细化处理；
8、均匀化退火，第一级均匀化退火制度：在460-470℃的条件下，保温8-10h，升温速率≤40℃/h；第二级均匀化退火制度：在474-480℃的条件下，保温22-24h，升温速率≤40℃/h，二级均匀化保温结束后，将圆铸锭随炉冷却至100℃以下方可出炉；
9、挤压处理，圆铸锭采用梯度加热方式加热，温度梯度为10-20℃/m；圆铸锭头端温度与挤压筒内侧温度相同，模具温度＞圆铸锭头端温度；
10、挤压过程采用反向挤压的方式，挤压速度为0.4-1.5mm/s；反向等温挤压 组织均匀，拉伸变化均匀，尺寸稳定；
11、拉伸，采用全包围拉伸夹持钳口，区别于常规的上下平钳口和上下v型钳口，全包裹式钳口与料的接触面积更大，使挤压型材局部表面受到的剪切力更小，减少表面晶粒储能，进而避免晶粒长大；全包裹式钳口体积小，易于装卸；全包裹钳口夹持效果好，可以耗费较小的拉伸力，可以保证在较小的拉伸率下，也可以保证拉伸均匀和拉伸效果，拉伸后，每任意300mm长度上，弯曲度≤1.0mm，每1000mm长度上弯曲度≤2.0mm，达到一次拉伸即可达到高精度尺寸控制要求，无需进行拉伸后的压力整形，进一步提高效率，节省成本。
12、优选的，在精炼处理中，当铝熔体温度达到725-745℃时，通入cl2和ar2混合气体进行精炼，精炼时间控制为30-60min，静置后再次进行除渣、化学成分检测取样。
13、优选的，在在线处理中，将精炼炉内的铝熔体导入铸造流槽，加入al-ti-b合金丝进行在线晶粒细化处理，铝熔体采用旋转喷嘴惰性气体浮选法进行除氢处理，流经上下双层陶瓷过滤板进行除渣处理，来进一步达到净化熔体的目的。
14、优选的，上下双层陶瓷过滤板中，上层为30ppi，下层为50ppi。
15、优选的，挤压处理，过程如下：
16、s1，模具加热：
17、采用箱式模具炉将模具加热至400-420℃，并在该温度下保温8-10h，确保挤压模具芯部工作带达到温度要求；
18、s2，圆铸锭加热：
19、圆铸锭长度范围1000-2000mm；采用工频感应加热炉的梯度加热方式，将圆铸锭头端加热至370-390℃，尾端加热至350-370℃，温度梯度设定为10-20℃/m；
20、挤压时，圆铸锭头端（温度高的一端）先通过模具进行挤压。工频炉加热区域分为6个区，每个区域设有可插入式热电偶，感应加热线圈均匀覆盖在每个加热区，系统根据设定的铸锭温度梯度以及每个区域对应的热电偶探测温度，实时调整加热功率，精准自动控制铸锭每个区域的温度；
21、s3，挤压筒加热：
22、将挤压筒内层加热至370-390℃，并在该温度下保温1-2h；
23、s4，挤压：
24、待模具、圆铸锭、挤压筒加热均达到工艺要求后，将模具、圆铸锭先后通过机械手装入挤压机内，采用反向挤压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，包括铸锭合金成分配比、精炼处理、在线处理、均匀化退火、挤压处理和拉伸处理；
2.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，在精炼处理中，当铝熔体温度达到725-745℃时，通入Cl2和Ar2混合气体进行精炼，精炼时间控制为30-60min。
3.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，在在线处理中，将精炼炉内的铝熔体导入铸造流槽，加入Al-Ti-B合金丝进行在线晶粒细化处理，铝熔体采用旋转喷嘴惰性气体浮选法进行除氢处理。
4.如权利要求3所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，上下双层陶瓷过滤板中，上层为30PPi，下层为50ppi。
5.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，挤压处理，过程如下：
6.如权利要求1所述的抑制大飞
7.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，全包围拉伸夹持钳口的夹持长度为300-400mm，相较于常规平钳口需要夹持长度600-800mm。
8.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，7X50铝合金铸锭的合金成分配比后，使用1级废料进行配料；1级废料的使用比例≤40%；1级废料为铸锭压余和/或挤压制品的切除废料。
9.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，该方法还包括熔炼处理，过程为炉气温度设定根据铝熔体温度进行调整，炉气温度设定范围780-1050℃，炉料全部熔化后，测量熔体温度对熔体进行扒渣、加镁锭、搅拌、扒渣、化学成分检测取样。
10.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7X50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，该方法还包括铸造处理，用半连续铸造的方式进行铸造，铸造盘为4孔铸造盘，结晶器规格直径600mm，铝熔体温度控制在735-745℃时进行铸造。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，包括铸锭合金成分配比、精炼处理、在线处理、均匀化退火、挤压处理和拉伸处理；
2.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，在精炼处理中，当铝熔体温度达到725-745℃时，通入cl2和ar2混合气体进行精炼，精炼时间控制为30-60min。
3.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，在在线处理中，将精炼炉内的铝熔体导入铸造流槽，加入al-ti-b合金丝进行在线晶粒细化处理，铝熔体采用旋转喷嘴惰性气体浮选法进行除氢处理。
4.如权利要求3所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，上下双层陶瓷过滤板中，上层为30ppi，下层为50ppi。
5.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，挤压处理，过程如下：
6.如权利要求1所述的抑制大飞机起落架侧撑杆用7x50铝合金锻坯表面晶粒异常长大的方法，其特征在于，在拉...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐和壮，曹善鹏，赵忠超，王兴瑞，孙有政，庞广鑫，史晓明，王绍俊，周况，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。