含有两种铝基合金的半成品的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种中间产品的垂直浇铸方法，包括以下步骤：（ａ）制备至少两种铝基合金，具体地为具有组成Ｐ的第一合金和具有组成Ｔ的第二合金；（ｂ）将所述具有组成Ｐ的第一合金浇铸至所需的高度Ｈ↓［ｐ］，（ｃ）将所述第二合金再浇铸另一所需高度Ｈ↓［Ｔ］。本发明专利技术使得能够制造在至少一个方向上具有可变的加工性能的一体性结构元件，特别是能够实现通常由两个不同部件实现的至少两种功能的双功能或多功能结构元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种新的用于制造含有至少两种不同的合金的铝基结构 元件的方法，即通过浇铸含有至少两种空间上分开的合金的坯板或坯块， 然后进行一个或多个热变形步骤，即轧制、拉伸或锻造，以及必要时进 行一个或多个冷变形步骤，以及中间的和/或最终的热处理步骤。本专利技术 特别适用于制造用于航空工程的结构元件。
技术介绍
具有空间上变化的机械性能的部件非常适用于机械构造中。通常， 这些部件通过将两个具有不同性能、但每个部件的内部基本为均质的部 件装配而获得。这种装配可以是机械方式(例如螺栓连接或铆接)，也可 以是粘合或合适的焊接技术。由此可获得双功能或多功能的结构部件或 元件。这种双功能或多功能可依赖于装配部件的形状(这不是我们在本说 明书中使用的这两个术语的含义)，或者可能与它们的机械性能相关，尤 其是当将由不同的合金制成的两个部件装配在一起时。作为 一个实施例，在船舶制造中使用了过渡接头(参见C. Vargel， Corrosion de I'aluminium (铝的腐蚀)，巴黎1998 (Dunod)，第136页)，它通常是由一个钢部件和 一个铝部件通过爆炸焊接装配而成的结构元件。钢侧作为用于固定其它 钢部件的基体，而铝侧作为用于固定其它铝部件的基体。因此，这些过 渡接头是避免电腐蚀的双功能结构元件，它们不可避免地在潮湿的环境 中被安装在以常规方式装配的两种不同金属之间。在防腐蚀和焊接方面还存在其它主要由铝制成的多功能部件的实 例。事实上，长期以来使用镀层板材，包括一个至少在一侧由一种合金 保护层保护的核心，该合金外壳能够更好地抵御腐蚀和/或更易熔化，以 保护核心不被腐蚀或使其便于焊接在另一部件上。镀层板材这样制造， 即在第一组成合金(称为核心合金)的、优选修整过的轧制坯板上，放 置第二组成合金(称为镀层合金)的、较薄的、优选修整过的第二轧制 坯板或一个板材。然后进行热轧，以获得镀层板条，热轧操作确保了两种合金之间的牢固的冶金接合。根据以下给出的定义，镀层板材是一体 性部件。 一体性部件可用于航空工程中，例如作为机身保护层，参见例如专矛J US 5 213 639 (Aluminium Company of America)或专矛J EP 1 170 118(PechineyRhenalu)。镀层工艺可用于制造大部件，但其化学组成的 变化发生在部件的厚度方向而非长度或宽度方向。因此，其功能的实现 是非常有限的检索到的镀层的功能或为保护其免受腐蚀，或为可焊接 性。在另一种制造一体性双功能部件的方法中，在一个由单一铝基合金 制成的长产品的两个末端的每一端进行一种不同的回火处理。专利EPO 630 986(PechineyRhenalu)描述了一种在产品的主方向(长度、宽度、厚 度)上具有连续变化的使用性能的、结构硬化的铝合金板材的制造方法， 其中最终的回火是在一个具有特殊结构的熔炉中完成的，该熔炉包括由 一个热泵连接的一个热室和一个冷室。曾使用该方法通过等时的回火处 理获得由7010合金制得的约一米长的小部件，该部件的一端为T651状 态，另一端为T7451状态。该方法从未在工业上开发过，因为以与航空 工程领域的质量要求相容的方式对该方法进行控制非常困难，这些工业 上的难点随部件体积的增加而增加。此外，如果仅使用单一合金制成的 部件，机械性能沿部件的长度的变化幅度也是很有限的。专利申请(FR 2868084)中描述了该方法的一个重要的改进，但合金的化学组成仍然不 能通过这种方法改变。如果使用两种不同的铝合金，就有希望实现机械性能的大的改变。在铸造领域，含有多种合金的一体性部件的制造已有记栽。国际申 请WO 2005/063422公开了 一种制造方法，其中具有完全不同的固化区 间以避免混合的、由合金层化形成的浇铸材料以半固体状态被加入到一 个冷铸模中，以填满该冷铸模，并获得固化的浇铸产品。但是，本专利技术的专利技术人还未获知任何工业上制造的、包括两种空间 上彼此分开的合金的、使用除热轧镀层以外的方法制造的 一体性加工部 件。以含有两种空间上分开的合金的铸态部件(即浇铸件，如拉伸的坯块、 轧制的坯板)为原料的设想不是新的。多种方法之间存在差别。第一种方法使用 一个或多个固定的或移动的分隔。专利US 3 353 934 (Reynolds)描述了垂直浇铸具有一个垂直固定放置的分隔(即沿坯板的长度方向)的轧制板坯或坯块。这种固定的分隔由硅酸钙板(Marinite)、 不锈钢或石墨制成。该专利描述了双合金7075/6063、 7075/5052和 7075/5083的浇铸。专利JP 485 411 70 (Sumitomo)描述了另 一种应用于 浇铸坯板的垂直的分区方法。专利申请DE 44 20 697 (Institut Ftir Verformungskunde und服ttenmaschinen)描述了另 一个使用垂直分隔 浇铸的实施方案。专利US 6 705 384 (Alcoa， Inc.)提出了 一种或多种分隔 的用途，这种分隔的形式是保留在浇铸坯板或坯块中的薄的或厚的铝板。使用分隔的浇铸也已被用于板条之间的连续浇铸。专利GB1 174 764和FR 1 505 826 (Glacier)中描述了 一种应用于板条之间的浇铸中的 移动分隔的用途，用于浇铸Al + 6。/。Sn/AS5G双合金。第二种方法使用了内板坯模(lingot化re interne)的概念第一种合 金在一个内板坯模中固化，因此形成固体壳，作为第二合金的模。这种 概念被描述于专利DE 844 806 (Wieland Werke)中。如专利FR 1 516 456 (Kennecott Cooper Corporation)中所描述的，仅仅一个金属管或一个中 空的坯块也可被用作一个外部壳体，可在其中浇铸液态合金。该原理也 适用于美国专利US 4 567 936 (Kaiser)中所述的垂直连续浇铸镀层坯板。 专利申请WO 2004/112992 (Alcan)描述了4吏用垂直分隔物通过半连续垂 直浇铸制造含有两种合金的轧制坯板的多种方法。所有这些现有技术中的方法都可获得含有被平行于浇铸方向的分隔 或界面分开的两种不同合金的长的浇铸产品。本专利技术要解决的问题是提供一种制造经加工的一体性结构元件的新 方法，该元件在至少一个不是厚度的方向上具有可变的使用性能，特别 是提供一种双功能或多功能的经加工的结构元件，该元件能够实现通常 由两种不同的部件实现的至少两种功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种在浇铸方向上具有最终高度HF的中间产品的 垂直浇铸方法，该方法包括以下步骤(a) 制备至少两种铝基合金，特别是具有组成P的第一合金和具有 组成T的第二合金，(b) 将所述具有组成P的第一合金浇铸至所需的高度Hp，(C)将所述第二合金再浇铸另一所需高度HT,以获得小于或等于Hf的浇铸高度Hp+HT。步骤(a)中的合金制备不是必须同时进行的。制备步骤(a)以及浇铸步 骤(b和c)不是必须连续的，特别地，第二合金的制备或任何(a)步骤中其 它的合金的制备可以与浇铸步骤之一或其他浇铸步骤同时进行。在本发 明的一个有利的实施方案中，步骤(b)和(c)的在不阻断液态金属流的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在浇铸方向上最终高度为Ｈ↓［Ｆ］的中间产品的垂直浇铸方法，包括以下步骤：　（ａ）制备至少两种铝基合金，特别是具有组成Ｐ的第一合金和具有组成Ｔ的第二合金，　（ｂ）将所述具有组成Ｐ的第一合金浇铸至所需的高度Ｈ↓［ｐ］，　（ｃ）将所述第二合金再浇铸另一所需高度Ｈ↓［Ｔ］，以获得小于或等于Ｈ↓［Ｆ］的浇铸高度Ｈ↓［Ｐ］＋Ｈ↓［Ｔ］，　并且其中，　（ｉ）所述铝基合金的制备独立地进行，或者其中　（ｉｉ）具有不同于Ｐ的组成的铝合金的制备可在浇铸时由所述第一合金制得，即通过向所述第一合金中加入必需量的元素，以达到所述的具有不同于Ｐ的组成的合金所具有的组成，或者其中，　（ｉｉｉ）所述的至少两种铝基合金可在浇铸时由一种具有组成Ｂ的铝基合金制得，即通过向所述具有组成Ｂ的合金中加入必需量的元素，以达到所述至少两种铝基合金Ｐ和Ｔ所具有的组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2005-12-16 05128091.一种在浇铸方向上最终高度为HF的中间产品的垂直浇铸方法，包括以下步骤(a)制备至少两种铝基合金，特别是具有组成P的第一合金和具有组成T的第二合金，(b)将所述具有组成P的第一合金浇铸至所需的高度Hp，(c)将所述第二合金再浇铸另一所需高度HT，以获得小于或等于HF的浇铸高度HP+HT，并且其中，(i)所述铝基合金的制备独立地进行，或者其中(ii)具有不同于P的组成的铝合金的制备可在浇铸时由所述第一合金制得，即通过向所述第一合金中加入必需量的元素，以达到所述的具有不同于P的组成的合金所具有的组成，或者其中，(iii)所述的至少两种铝基合金可在浇铸时由一种具有组成B的铝基合金制得，即通过向所述具有组成B的合金中加入必需量的元素，以达到所述至少两种铝基合金P和T所具有的组成。2. 权利要求1的方法，其中合金P和T之间的过渡在不中断液态金 属流的情况下完成。3. 权利要求1或2的方法，其中Hp+Ht之和等于Hf。4. 权利要求1或2的方法，其中Hp+Ht之和小于Hf,并且其中实施 以下附加的步骤(d) 浇铸合金P,使高度从Hp+Ht至高度Hf。5. 权利要求1或2的方法，其中Hp+Ht之和小于Hf，其中步骤(a) 包括制备合金T'，并且其中实施以下附加的步骤(d)浇铸合金T、使高度从Hp+Ht至高度Hf。6. 权利要求1至5之一的方法，其中高度Hp大于或等于底部截去 的长度HEP。7. 权利要求6的方法，其中高度Hp大于或等于Hep + Hu/4，其中 Hu为铸型的有用长度。8. 权利要求1至7之一的方法，其中所述铝合金是选自合金2XXX、 6XXX、 7XXX和8XXX的、具有结构硬化的合金。9. 权利要求1至7之一的方法，其中所述铝合金由铝合金7XXX制得。10. 权利要求1至7之一的方法，其中所述铝合金由铝合金2XXX制得。11. 权利要求1至7之一的方法，其中所述铝合金由铝-锂型合金制得。12. 权利要求3或4的方法，其中合金P是合金7040，合金T是合 金7449。13. 权利要求3或4的方法，其中合金P是包括4.1-5.1重量％的 Zn， 1.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：P勒奎尤，B康麦特，A丹尼路，D杜蒙特，O里布德，
申请(专利权)人：爱尔康何纳吕公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]