CN103173700B - Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，该方法利用高温加热过程中铝锂合金近表层锂元素扩散到表面发生氧化的原理，通过控制加热温度及保温时间，使合金近表层形成一层均匀的脱锂层，在不影响力学性能的前提下有效的抑制晶间腐蚀以及剥落腐蚀的发生，同时也是铝锂合金表面包铝轧制的必要工艺。该方法的步骤为：低温长时间保温脱锂处理；高温固溶处理。本发明适用的铝锂合金成分为：Cu？2.0～5.0%，Li？0.8～2.5%，Mn？0.20～0.60%，Zn？0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg？0.20%～0.80%，Ag？0.1～0.7%中的任意1～5种，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al。本发明方法能显著提高Al-Cu-Li-X系合金的耐蚀性能。
Description
技术领域
本发明是一种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，属于铝合金表面处理技术，该方法是通过在固溶过程中加入低温保温处理使铝合金表面得到脱锂层，使合金的耐蚀性能得到提高。
背景技术
Al-Cu-Li-X系时效强化型铝锂合金具有耐损伤、高比强、高比模等特点，通过采用特殊的预拉伸、热处理等工艺，可获得良好的强度、断裂韧性、耐腐蚀以及耐损伤等综合性能，日益成为国内外铝锂合金研发热点。其中T3、T4状态薄板具有优良的成形性能以及耐损伤性能被作为最有潜力的飞机蒙皮材料，但这两种状态下的合金具有一定的晶间腐蚀倾向，目前，多采取无晶间腐蚀倾向的T8状态替代T3/T4状态使用，由于T8处理对预拉伸变形量以及时效工艺要求较高，同时T8状态的成形能以及耐损伤性能较T3/T4状态降低很多，限制了薄板作为蒙皮材料的应用。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，其目的是使的T3/T4状态铝锂合金耐蚀性能得到很大提高，消除了晶间腐蚀。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，所述Al-Cu-Li-X铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%，Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%中的任意1～5种，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到400～480°C，保温1～4h；
⑵然后将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到480～530°C，保温时间0.5～2h，出炉，室温水淬。
本发明是针对Al-Cu-Li-X系铝锂合金T3/T4状态的抑制晶间腐蚀需求而提出的，在深入理解铝锂合金晶间腐蚀机理的基础上，通过在固溶过程中引入脱锂工艺，通过一个中间低温长时间保温过程，在表层形成一层均匀的脱锂层，在不影响其他性能的前提下，消除了合金T3/T4状态的晶间腐蚀，提高了合金的耐蚀性能。
本发明方法的优点是：
1、在不影响合金其他性能的前提下，提高了合金的耐蚀性能：经本发明制备的T3/T4状态铝锂合金，消除了晶间腐蚀，剥蚀也由EB等级提高到P级。耐蚀性能提高的原因在于，表层脱锂层的存在使T3/T4状态的合金出现了表层无析出层，该层电势均一，避免了由电势差造成的腐蚀，提高了合金的耐蚀性。
2、相对T8处理工艺以及其他表面防护工艺，本发明通过在固溶处理时加入脱锂工艺提高合金的耐蚀性，不改变T3/T4状态的其他性能优势，工艺方法简单，适用性广，可以直接用于工业化生产。
附图说明
图1为采用本发明方法保温2h后，脱锂层厚度与保温温度之间的关系曲线
图2为采用本发明方法在460°C下，脱锂层厚度随保温时间的关系曲线
图3为2A97-T4铝锂合金晶间腐蚀形貌，其中：a为未经脱锂处理的，b为经过脱锂处理的
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
该种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，所述Al-Cu-Li-X铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%，Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%中的任意1～5种，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到400～480°C，保温1～4h，使合金表面形成一层均匀的脱锂层，厚度为0.05～0.1mm；
⑵然后将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到480～530°C，保温时间0.5～2h，出炉，室温水淬。
采用上述方法对对2.0mm厚的2A97铝锂合金进行了固溶处理及处理后并自然时效到T4状态的性能数据见表1。
表1为本发明4个实施例及未经脱锂处理2A97-T4板材的拉伸/腐蚀性能数据
图1、图2分别为采用本发明方法保温2h后，2A97-T4板材的脱锂层厚度与保温温度之间的关系曲线和在460°C下，脱锂层厚度随保温时间的关系曲线。
图3为采用本发明方法处理以及未经脱锂处理的2A97-T3铝锂合金晶间腐蚀形貌。可以发现，脱离处理后，表面只有点蚀坑出现，没有晶间腐蚀，而未经脱锂处理的表面出现了3级晶间腐蚀。
通过上述实例可以看出，本发明技术方案与现有技术相比，可以在不影响合金其他性能的情况下，使T3/T4状态下合金的耐蚀性能得到较大提高。
Claims (1)
1.一种Al-Cu-Li-X铝锂合金表面脱锂层的制备方法，所述Al-Cu-Li-X铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%，以及Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%五种元素中的任意1～5种，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到400～480℃，保温1～4h；
⑵然后将铝锂合金板材在空气炉中随炉加热到480～530℃，保温时间0.5～2h，出炉，室温水淬。
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