提供无铜锻造铝合金产品及其生产方法。在一个实例中，所述合金具有以下组分：约０．０１至约１．５重量％的银；约１．０至约３．０重量％的镁；约４．０至约１０．０重量％的锌；约０．０５至约０．２５重量％的锆；最大０．１５重量％的铁；最大０．１５重量％的硅；和包括铝、杂质元素（偶存元素）和杂质的剩余物。在一个实例中，所述合金可以用于制造航空器的结构元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及金属合金，更具体地涉及铝-锌-镁合金和其制备方法。
技术介绍
在制造航空器中使用各种金属，并且逐渐地正在开发具有期望的机械和物理性质 的合金。钛合金在航空器结构中的使用正可见地增加，特别当需要高强度和抗蚀性能的情 况下。然而，这种合金是昂贵的。作为钛合金备选物铝_锂合金显示出希望，但是它们难以 制造、成本高，并且与传统的、不包含锂的铝合金相比时，其具有相对低的电导率。传统的铝 合金已经被研究，但是直到本专利技术为止其还没有提供用于航空器使用的期望的性质平衡。因此，对高强度和高电导率铝合金存在需求，所述铝合金也具有断裂韧性、耐蚀性 和与碳纤维复合材料相容以及具有其它期望的性质。专利技术概述公开了有优势的合金，其具有提高的强度、断裂韧性和EA的剥离腐蚀评价 (exfoliation corrosion rating)，或峰强度回火(peak strength temper)更好，具有高 电导率，以及当附着于碳纤维复合材料部件时具有良好的电池腐蚀性质。本文也公开制造 它们的方法。根据本专利技术的一个实施方式，提供一种铝合金，所述合金包括约0. 01至约1. 5重 量％的银，约1. 0至约3. 0重量％的镁，约4至约10重量％的锌，和约80重量％以上的铝 禾口偶存兀素(incidental element)。根据本专利技术的另一个实施方式，提供一种合金，所述合金包括约1. 0至约3. 0重 量％的镁，约4至约10重量％的锌，多于约80重量％以上的铝和偶存元素；并且没有铜。根据本专利技术的另一个实施方式，提供一种合金，所述合金包括约1. 0至约3. 0重 量％的镁，约4至约10重量％的锌，约0.01至约0. 25重量％的锆，约0.01至约0. 25重 量％的钛，约0. 01至约0. 25重量％的钪，约0. 01至约0. 25重量％的锶，约80重量％以上 的铝和偶存元素；并且没有铜。根据本专利技术的另一个实施方式，提供一种合金，所述合金包括约0. 01至约1. 5重 量％的银，约1. 0至约3. 0重量％的镁，约4. 0至约10. 0重量％的锌，约0. 05至约0. 25重 量％的锆，最大0. 15重量％的铁，最大0. 15重量％的硅；和包括铝、偶存元素和杂质的剩余 物。在一个实例中，以上描述的合金可以由约6. 5至约9. 5重量％的锌、约4. 0至约 6. 5重量％的锌、或约7. 4至约10重量％的锌组成。在一个实例中，以上描述的合金还包括约0. 05至约0. 25重量％的铬、约0. 01至 约0. 8重量％的锰、约0. 01至约0. 25重量％的锶、和/或约0. 01至约0. 25重量％的钪。在一个实例中，以上描述的合金还包括0. 05重量％以下的偶存铜含量、约1. 5至 约2. 6重量％的镁、约0. 08至约0. 15重量％的锆、或约0. 3至约0. 8重量％的锰。根据本专利技术的又一个实施方式，提供一种制备所述合金的方法，所述方法包括提 供一种熔融体，所述熔融体包括约1至约3重量％的镁、约4至约10重量％的锌、约80重 量％以上的铝和偶存元素，并且没有铜。所述方法还包括浇注所述熔融体以提供凝固体， 均化所述凝固体以提供均化体，和使所述均化体形成锻造产品。根据本专利技术的又一个实施方式，提供生产无铜的铝合金锻造产品的方法，所述方 法包括提供铝基合金的熔融体，所述熔融体由以下组成约0. 01至约1. 5重量％的银，约 1. 0至约3. 0重量％的镁，约4. 0至约10. 0重量％的锌，约0. 05至约0. 25重量％的锆，最 大0. 15重量％的铁，最大0. 15重量％的硅；和包括铝、偶存元素和杂质的剩余物。所述方 法还包括浇注所述铝基合金的熔融体以提供凝固体，熔融铝基合金在约1至约6英寸/分 钟范围的速度下被浇注；均化所述凝固体；挤压、轧制或锻造所述凝固体，以生产具有至少 80%的锻造产品横截面面积处于非再结晶状态的锻造产品；固溶热处理所述锻造产品；冷 加工所述锻造产品；和人工老化所述锻造产品，以提供具有提高的强度、耐蚀性、断裂韧性 和/或电导率的锻造产品。如以上描述的方法中，在一个实例中，挤压可以在约0. 5至约0. 8英尺/分钟范围 的速度下进行，均化可以在约860° F至约1010° F温度范围内进行约12至约48小时，固 溶热处理可以在约870° F至约900° F温度范围内进行约5至约120分钟，冷加工可以通 过冷轧0%至22%而被施加，冷加工可以通过在0. 5%和5%永久伸长之间拉伸而被施加， 或者冷加工可以通过在0. 2%和3. 5%之间冷压而被施加。如以上描述的方法中，在一个实例中，老化可以在约175° F至约350° F之间温 度范围内进行约4至约24小时，老化可以以两步法进行，其中第一老化步骤在175° F至 325° F之间的温度下进行2至24小时，接着老化在275° F与375° F之间的温度下进行 5分钟至48小时，或者老化以三步法进行，其中第一老化步骤在175° F至325° F之间的 温度下进行2至24小时，接着老化在275° F与375° F之间的温度下进行5分钟至48小 时，随后老化在150° F至325° F下进行3至48小时。本专利技术的范围由权利要求限定，权利要求通过引用并入这个部分。通过考虑以下 一个或多个实施方式的详细描述，对本专利技术实施方式的更完整的理解以及其另外优势的实 现被提供给本领域技术人员。将参照附页的附图，附图将首先被简单地描述。附图简述附图说明图1显示图解依照本专利技术的实施方式制备金属合金的方法的流程图。图2和3分别显示依照本专利技术的实施方式，与Al-Zn-Mg-Cu合金相比的本专利技术合 金的剥离腐蚀性质。图4显示传统合金和依照本专利技术实施方式的金属合金之间电池腐蚀耐性的比较。图5是比较数种普通7XXX合金和依照本专利技术实施方式的本专利技术合金之间峰屈服 强度随合金元素的总重量百分比变化的图。图6是比较数种普通7XXX合金和依照本专利技术实施方式的本专利技术合金之间断裂韧 性与合金元素的总重量百分比相关性的图。图7是比较传统合金和本专利技术的无铜合金之间的疲劳性质的图。图8是比较传统合金和本专利技术的无铜合金之间的强度和电导率关系的图。图9是比较传统合金和本专利技术的无铜合金之间的电导率和时间关系的图。本专利技术的实施方式和它们的优势通过参考以下详细描述被最佳地理解。应该意识 到，相同的参考数字被用于识别一个或多个附图中图解的相同要素。专利技术详述图1显示图解依照本专利技术的实施方式制备有优势的金属合金的方法的流程图。步骤102包括提供熔融体，熔融体包括约1至约3重量％的镁、约4至约10重量％ 的锌、约80重量％以上的铝和偶存元素并且没有铜。在另一个实施方式中，熔融体包括约 0. 01至约1. 5重量％的银(例如，将银加至7XXX型合金)。有利地，在这个实施方式中铜被 完全去除并且熔融体包括银，由此提高合金的电导率、疲劳性质、断裂韧性和抗腐蚀性质。熔融体还可以包括约0. 05至约0. 25重量％的锆，约0. 05至约0. 25重量％的 铬，约0. 01至约0. 8重量％的锰，最大约0. 15重量％的硅，和/或最大约0. 15重量％的铁。 也可以包括偶存元素和杂质。例如，可以加入约0. 01至约0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合金，其包括：约０．０１至约１．５重量％的银；约１．０至约３．０重量％的镁；约４．０至约１０．０重量％的锌；约０．０５至约０．２５重量％的锆；最大０．１５重量％的铁；最大０．１５重量％的硅；和包括铝、偶存元素和杂质的剩余物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：BL赖希林格，BJ麦克尔罗伊，I格奥尔基，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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