【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法。
技术介绍
1、紧固件作为飞行器上的连接材料，每架使用量在几十万个。在强-质比上，铝制紧固件比其它任何一种材料制成的紧固件都要高。随着飞行器的轻量化发展要求，对新型高强铝合金材料要求越来越迫切。而现有紧固件用铝合金棒材虽然强度满足现有指标要求，但还存在强度不足、组织不均匀和耐蚀性能差，以及抗高温性能差的问题不满足新型飞行器等用紧固件产品对高性能的设计要求。
技术实现思路
1、本专利技术是要解决高强铝合金棒材性能不足、组织变形不均匀、耐高温性能差的问题，而提供的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法。
2、一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法是按以下步骤完成的：
3、一、圆锭制备：按zn的质量分数为5.0-6.5％、mg的质量分数为2.0-2.5％、cu的质量分数为1.0-1.9％、cr的质量分数为0.10-0.30％、ti的质量分数≤0.15％、fe的质量分数≤0.5％、si的质量分数≤0.4％、mn的质量分数≤0.3％、zr+v≤0.3％，其余为al的比例称取原材料，然后采用半连续铸造方法制备ф162mm规格圆铸锭；
4、二、均匀化处理：将半连续铸造获得的ф162mm规格圆铸锭，放入温度为280℃～370℃的电阻加热炉中加热，加热时间为5h～15h；再以20～80℃/h的升温速率升温至450℃～500℃进行加热，加热时间为5h～20h，出炉后经空气循环风进行强冷，以15～50℃/h的降温速率降至
5、三、加热、挤压：将均匀化处理后的圆铸锭经锯切、车皮后，再经铸锭加热炉加热至350～400℃后进行挤压加工，挤压比为25～40、挤压速度为0.05～1.5m/s，得到挤压后的棒材；
6、四、退火：将挤压后的棒材放入温度为250-450℃的电阻加热炉中加热，加热时间为1h～10h，然后随炉冷至200℃以下之后空冷，得到退火态棒材；
7、五、冷拉拔：将退火态棒材经进行冷拉拔，变形量在10％～50％，得到冷拉拔后的棒材；
8、六、固溶、淬火：将冷拉拔后的棒材在温度为450℃～500℃的立式空气式淬火炉中进行固溶处理，保温时间为100min～200min，然后在温度为0℃～45℃的水中淬火，得到淬火后的棒材；
9、七、冷拉拔：将固溶淬火后的棒材，经变形量为3％～20％的冷拉拔处理，得到最终冷拉拔的棒材；
10、八、拉伸、时效处理：将冷拉拔后的棒材再在拉伸变形量为1.5％～3.5％下进行拉伸变形，然后进行时效处理，得到紧固件用高强铝合金棒材。
11、本专利技术在原有7xxx系铝合金的基础上，通过优化主元素和微量元素含量，并添加了抗高温性能的v元素而形成的新型合金，并在挤压之后增加了2次冷拉拔变形处理，利用弥散强化、亚结构组织强化、形变强化及时效强化等手段，达到了紧固件用产品对新型合金棒材的综合性能需求，制备的铝合金棒材在工业生产中性能、组织优良。
12、本专利技术采用v、zr、ti、cr等元素的细晶强化、弥散相强化及耐高温等特性，同时采用多级均匀化、多次冷拉拔变形处理，使得合金棒材组织变形更加充分，内部变形储能更加均匀，棒材经固溶热处理后获得了更加均匀的再结晶组织，晶粒尺寸控制理想，使得合金棒材具有较好的塑性，同时具备较高的强度和耐高温性能，既有利于紧固件产品的加工成形，又增强了紧固件产品耐热性。
13、通过gb/t16865《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》试验的本专利技术制造的直径为30mm棒材的抗拉强度为632mpa、屈服强度为578mpa、断后伸长率为14.2％，较7075铝合金棒材室温抗拉强度提高了7.1％、屈服强度提高了9.7％；在150℃下保温15min后的棒材抗拉强度为513mpa、屈服强度为459mpa、断后伸长率在19.8％，较7075铝合金棒材抗拉强度提高了15.3％、屈服强度提高了14.2％。t7651状态直径为30mm的棒材，通过gb/t 22640《铝合金应力腐蚀敏感性评价试验方法》试验的抗应力腐蚀性能，较常规7075棒材不发生应力腐蚀断裂时间延长至30天以上。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤一中按Zn的质量分数为6.0％、Mg的质量分数为2.2％、Cu的质量分数为1.2％、Cr的质量分数为0.50％、Ti的质量分数为0.05％、Fe的质量分数为0.20％、Si的质量分数为0.10％、Mn的质量分数为0.15％、Zr的质量分数为0.11％、V的质量分数为0.15％，其余为Al的比例称取原材料。
3.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤二中所述的Ф162mm圆铸锭放入温度为300℃的电阻加热炉中加热7h；再以35℃/h的升温速率升温至480℃加热16h，出炉后经空气循环风进行强冷，以35℃/h的降温速率降至室温，获得均匀化处理后的圆铸锭。
4.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤三中将均匀化处理后的圆铸锭放入温度为370℃的电阻加热炉中加热4h；在2000吨挤压机上经挤压比为33、挤压速度为0.5m/s下挤压
5.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤四中将挤压后的棒材放入温度为280℃的电阻加热炉中加热4h，随后随炉冷至190℃时保温2h后出炉空冷，得到退火态的棒材。
6.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤五中冷拉拔变形量为36％。
7.根据权利要求6所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤六中将冷拉拔后的棒材放入到温度为478℃的立式空气式淬火炉中加热150min；然后35s内将棒材放入温度25℃的水中进行淬火处理。
8.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤七中冷拉拔变形量为12％。
9.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤八中冷拉拔后的棒材在拉伸变形量为2.2％下进行拉伸变形处理。
10.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，时效处理为在温度为80℃～130℃下保温3h～10h，然后以升温速度为20℃～50℃/h升温至150℃～180℃，保温15h～25h。
...【技术特征摘要】
1.一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤一中按zn的质量分数为6.0％、mg的质量分数为2.2％、cu的质量分数为1.2％、cr的质量分数为0.50％、ti的质量分数为0.05％、fe的质量分数为0.20％、si的质量分数为0.10％、mn的质量分数为0.15％、zr的质量分数为0.11％、v的质量分数为0.15％，其余为al的比例称取原材料。
3.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤二中所述的ф162mm圆铸锭放入温度为300℃的电阻加热炉中加热7h；再以35℃/h的升温速率升温至480℃加热16h，出炉后经空气循环风进行强冷，以35℃/h的降温速率降至室温，获得均匀化处理后的圆铸锭。
4.根据权利要求1所述的一种紧固件用高强铝合金棒材的制造方法，其特征在于，步骤三中将均匀化处理后的圆铸锭放入温度为370℃的电阻加热炉中加热4h；在2000吨挤压机上经挤压比为33、挤压速度为0.5m/s下挤压成直径为40mm的铝合金棒材。
【专利技术属性】
技术研发人员：王英君，丛福官，吴沂哲，孙海波，陈雷，郝思巍，王海彬，刘洪雷，张燕飞，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
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。