CN104862564A - 一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，该铝合金中各元素的质量百分含量为：Cu2.5-3.5、Mg1.8-2.6、Mn1.1-1.6、Si0.8-1.4、Ni0.6-1.2、Fe0.5-1.0、Cr0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Nb0.1-0.2、Ti0.4-0.8、Zn0.05-0.15、Se0.2-0.3、Sn0.3-0.5、La0.04-0.06、Gd0.02-0.05、Yb0.01-0.03，余量为铝。本发明通过降低Cu元素的含量，提高Mg、Mn、Ti、Ni等元素的含量以及添加适量的Cr、Mo、Nb、Se、Sn等元素，提高铝合金的耐腐蚀性，从而提高铝合金蒙皮材料的使用寿命。本发明铝合金通过合理的热处理改善合金的塑性，提高合金的强度，最终改善合金的加工性能及使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，属于铝合金材料领域。
背景技术
2024铝合金由于其强度高、比重低、耐热性好，切削加工性好等优点，成为航空工业中使用最广泛的铝合金材料之一，可以用作飞机蒙皮。但是该铝合金存在着耐腐蚀性较差，容易遭酸雨、烟雾等损坏，从而影响飞机的飞行性能。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Cu 2.5-3.5、Mg 1.8-2.6、Mn 1.1-1.6、Si 0.8-1.4、Ni 0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Cr 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti 0.4-0.8、Zn 0.05-0.15、Se 0.2-0.3、Sn 0.3-0.5、La 0.04-0.06、Gd 0.02-0.05、Yb 0.01-0.03，余量为铝进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至730-750℃，待炉料全部熔化，搅拌15-20min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-730℃，精炼时间为20-25min，精炼完毕后静置15-20min，扒渣后采用半连续铸造的方法进行浇铸，铸造温度为685-705℃；
（2）将铸造得到的板坯进行均匀化热处理：先以140-180℃/h升温至320-360℃，保温3-5h，再以70-90℃/h升温至440-480℃，保温4-8h，然后以60-80℃/h降温至280-320℃，保温2-4h，再以100-150℃/h升温至520-540℃，保温5-10h；
（3）将上述均匀化处理后的板坯进行热轧，热轧温度为460-480℃，热轧变形量不小于80%；将热轧板放入0-3℃冰盐水中降温至50℃以下，然后以60-80℃/h升温至170-190℃,保温5-7h,再以90-110℃/h升温至280-320℃,保温4-5h,再以50-70℃/h升温至420-450℃，保温2-3h，然后以80-100℃/h降温至220-260℃,保温3-4h,再以100-120℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，然后以70-90℃/h降温至310-330℃，保温3-4h，再以65-85℃/h升温至485-505℃，保温1-2h，水淬冷却至室温；
（4）将上述水淬后的热轧板进行冷轧，冷轧变形量为50-70%，然后将冷轧板以80-100℃/h升温至180-220℃,保温4-6h,再以60-80℃/h升温至350-380℃,保温3-4h,然后以70-90℃/h降温至230-260℃,保温4-5h,再以120-150℃/h升温至490-510℃，保温1-2h，然后以80-100℃/h降温至280-320℃，保温3-4h，再以60-80℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，水淬冷却至室温；
（5）将上述水淬后的冷轧板控制拉伸至永久变形1-5%，然后以40-50℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以50-60℃/h升温至185-195℃，保温5-10h，再以30-40℃/h降温至115-125℃，保温10-15h，空冷至室温，经精整、检查验收、包装即得成品。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钠10-15、氯化钾 5-10、碳酸镧4-8、三氟化铈6-12、氟硼酸钠3-6、二氧化钛4-8、氧化钼 2-4、天青石 10-15、白云石5-10、萤石12-18、凹凸棒土8-14；b.将上述天青石 、白云石、萤石、凹凸棒土混合均匀，粉碎过200-300目筛，然后加入适量的水湿法球磨12-24h，110-120℃干燥1-2h，再在780-840℃煅烧20-30min，升温至1220-1260℃继续煅烧1-2h，水淬，湿法球磨，烘干，过200-300目筛，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，然后倒入冰水中冷淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨，烘干，过200-300目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明通过降低Cu元素的含量，提高Mg 、Mn、Ti、Ni等元素的含量以及添加适量的Cr 、Mo 、Nb、Se、Sn等元素，提高铝合金的耐腐蚀性，从而提高铝合金蒙皮材料的使用寿命。本发明铝合金通过合理的热处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，使合金化学成分分布趋于均匀，组织达到平衡状态，提高合金元素在基体中的固溶度，同时改善合金的塑性，提高合金的强度，最终改善合金的加工性能及使用性能，同时生产工艺简单，成本低，效率高且易控制，可实现自动化大规模生产，生产出来的铝合金可广泛应用于飞机蒙皮材料。
具体实施方式
一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Cu 2.5-3.5、Mg 1.8-2.6、Mn 1.1-1.6、Si 0.8-1.4、Ni 0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Cr 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti 0.4-0.8、Zn 0.05-0.15、Se 0.2-0.3、Sn 0.3-0.5、La 0.04-0.06、Gd 0.02-0.05、Yb 0.01-0.03，余量为铝进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至740℃，待炉料全部熔化，搅拌20min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720℃，精炼时间为25min，精炼完毕后静置20min，扒渣后采用半连续铸造的方法进行浇铸，铸造温度为690℃；
（2）将铸造得到的板坯进行均匀化热处理：先以160℃/h升温至340℃，保温4h，再以80℃/h升温至460℃，保温6h，然后以70℃/h降温至310℃，保温3h，再以120℃/h升温至530℃，保温8h；
（3）将上述均匀化处理后的板坯进行热轧，热轧温度为470℃，热轧变形量不小于80%；将热轧板放入2℃冰盐水中降温至50℃以下，然后以70℃/h升温至180℃,保温6h,再以105℃/h升温至310℃,保温4h,再以60℃/h升温至440℃，保温2h，然后以90℃/h降温至240℃,保温3h,再以110℃/h升温至460℃，保温3h，然后以80℃/h降温至320℃，保温3h，再以70℃/h升温至490℃，保温2h，水淬冷却至室温；
（4）将上述水淬后的热轧板进行冷轧，冷轧变形量为60%，然后将冷轧板以90℃/h升温至200℃,保温5h,再以70℃/h升温至370℃,保温3h,然后以80℃/h降温至240℃,保温4h,再以130℃/h升温至510℃，保温1h，然后以100℃/h降温至290℃，保温4h，再以70℃/h升温至460℃，保温2h，水淬冷却至室温；
（5）将上述水淬后的冷轧板控制拉伸至永久变形2%，然后以50℃/h升温至80℃，保温15h，再以60℃/h升温至190℃，保温8h，再以30℃/h降温至120℃，保温10h，空冷至室温，经精整、检查验收、包装即得成品。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量（kg）的原料：氯化钠15、氯化钾 8、碳酸镧7、三氟化铈8、氟硼酸钠5、二氧化钛5、氧化钼 3、天青石 10、白云石5、萤石18、凹凸棒土10；b.将上述天青石 、白云石、萤石、凹凸棒土混合均匀，粉碎过200目筛，然后加入适量的水湿法球磨18h，110℃干燥2h，再在830℃煅烧20min，升温至1240℃继续煅烧1h，水淬，湿法球磨，烘干，过200目筛，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至825℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20min，然后倒入冰水中冷淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨，烘干，过200目筛即可。
经检验该铝合金的性能为：密度：2.65kg/m3，抗拉强度481Mpa，屈服强度为336Mpa，伸长率为17.9%。
Claims (2)
1.一种飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按照元素质量百分数满足下列要求：Cu 2.5-3.5、Mg 1.8-2.6、Mn 1.1-1.6、Si 0.8-1.4、Ni 0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Cr 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti 0.4-0.8、Zn 0.05-0.15、Se 0.2-0.3、Sn 0.3-0.5、La 0.04-0.06、Gd 0.02-0.05、Yb 0.01-0.03，余量为铝进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至730-750℃，待炉料全部熔化，搅拌15-20min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-730℃，精炼时间为20-25min，精炼完毕后静置15-20min，扒渣后采用半连续铸造的方法进行浇铸，铸造温度为685-705℃；
将铸造得到的板坯进行均匀化热处理：先以140-180℃/h升温至320-360℃，保温3-5h，再以70-90℃/h升温至440-480℃，保温4-8h，然后以60-80℃/h降温至280-320℃，保温2-4h，再以100-150℃/h升温至520-540℃，保温5-10h；
将上述均匀化处理后的板坯进行热轧，热轧温度为460-480℃，热轧变形量不小于80%；将热轧板放入0-3℃冰盐水中降温至50℃以下，然后以60-80℃/h升温至170-190℃,保温5-7h,再以90-110℃/h升温至280-320℃,保温4-5h,再以50-70℃/h升温至420-450℃，保温2-3h，然后以80-100℃/h降温至220-260℃,保温3-4h,再以100-120℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，然后以70-90℃/h降温至310-330℃，保温3-4h，再以65-85℃/h升温至485-505℃，保温1-2h，水淬冷却至室温；
将上述水淬后的热轧板进行冷轧，冷轧变形量为50-70%，然后将冷轧板以80-100℃/h升温至180-220℃,保温4-6h,再以60-80℃/h升温至350-380℃,保温3-4h,然后以70-90℃/h降温至230-260℃,保温4-5h,再以120-150℃/h升温至490-510℃，保温1-2h，然后以80-100℃/h降温至280-320℃，保温3-4h，再以60-80℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，水淬冷却至室温；
将上述水淬后的冷轧板控制拉伸至永久变形1-5%，然后以40-50℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以50-60℃/h升温至185-195℃，保温5-10h，再以30-40℃/h降温至115-125℃，保温10-15h，空冷至室温，经精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的飞机蒙皮用耐腐蚀铝合金板材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钠10-15、氯化钾 5-10、碳酸镧4-8、三氟化铈6-12、氟硼酸钠3-6、二氧化钛4-8、氧化钼 2-4、天青石 10-15、白云石5-10、萤石12-18、凹凸棒土8-14；b.将上述天青石 、白云石、萤石、凹凸棒土混合均匀，粉碎过200-300目筛，然后加入适量的水湿法球磨12-24h，110-120℃干燥1-2h，再在780-840℃煅烧20-30min，升温至1220-1260℃继续煅烧1-2h，水淬，湿法球磨，烘干，过200-300目筛，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，然后倒入冰水中冷淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨，烘干，过200-300目筛即可。
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| CN110735062A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-01-31 | 张燕 | 一种耐腐蚀抗拉铜合金线材及其生产工艺 |
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