CN115976380A - 一种7系铝合金及其生产工艺和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金锻造的技术领域，具体涉及一种7系铝合金及其生产工艺和应用。包括以下步骤：按照如下质量百分比的化学成分进行配料：Si≤0.06％，Fe≤0.08％，1.3％≤Cu≤2.0％，Mn≤0.04％，1.2％≤Mg≤1.8％，Cr≤0.04％，0.08％≤Zr≤0.15％，7.0％≤Zn≤8.0％，Ti≤0.05％，杂质≤0.15％，余量为Al；将原料熔铸成铸锭，下料后开坯，进行多次火锻打之后锻造成型；之后进行固溶和双级时效处理；检测合格后投入使用。本发明生产的7系铝合金锻件具有良好的力学性能，能广泛的应用于汽车制造业、动力仪表或航空工业。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金生产的技术领域，具体涉及一种7系铝合金及其生产工艺和应用。
背景技术
铝合金是以铝为基体添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm3，有较高的强度，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
7系铝合金属于超高强铝合金，7系铝合金包含有锌和镁元素；锌在这系列中是主要合金元素，所以抗腐蚀性相当好，加上少许镁合金可使材料能受热处理后达到非常高的强度。7系铝合金在航空工业上作为超高强度变形铝合金被广泛使用；固溶处理后塑性好，热处理强化效果好，在150℃以下有高强度和低温强度，但是焊接性能差有应力腐蚀开裂倾向。
目前对大型整体式结构件的需求不断增加，对大厚规格锻件的综合性能包括力学性能、物理性能、抗腐蚀性能以及加工性能(包括切削加工性能、焊接性能等)提出了更高的要求，随着锻件厚度的增加，对材料热处理淬透性能也提出了更高的要求。
发明内容
针对铝合金强度不足的技术问题，本发明提供一种7系铝合金的生产工艺及应用。
第一方面，本发明提供一种7系铝合金的生产工艺，包括以下步骤：
(1)铝合金按照如下质量百比的化学成分进行配料：Si≤0.06％，Fe≤0.08％，1.3％≤Cu≤2.0％，Mn≤0.04％，1.2％≤Mg≤1.8％，Cr≤0.04％，0.08％≤Zr≤0.15％，7.0％≤Zn≤8.0％，Ti≤0.05％，杂质≤0.15％，余量为Al；
(2)将配置好的铝合金原料进行熔炼，将熔炼好的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
(3)对铝合金铸锭进行下料，之后开坯锻造，进行多次火锻打之后锻造成型；
(4)进行热处理，包括固溶处理和双级时效处理；
(5)之后进行相关的力性检测，检测合格之后进行半成品加工，最后经过UT探伤检测合格后投入加工使用。
进一步的，步骤(2)熔炼时的温度为710-720℃，铸锭硬度HB≥150；温度过高会产生过多氧化废渣。
进一步的，步骤(3)中锻造成型时的温度为430-450℃，保温时间为180min。
进一步的，锻造成型使用的设备为电加热大气炉。
进一步的，步骤(4)中固溶处理为将合金加热至474-480℃保温6h，然后淬入66℃水中；固溶处理可以提高铝合金的塑性。
进一步的，步骤(4)中双级时效处理为先在118-124℃保温6h，之后在175-179℃保温8h；可提高合金抗应力腐蚀开裂的能力。
第二方面，本发明提供一种利用上述生产工艺生产的7系铝合金，产品满足7A85-T74(52)铝合金模锻件及自由锻件的技术要求。
第三方面，本发明提供一种上述7系铝合金的应用，将7系铝合金应用于汽车制造业、动力仪表或航空工业。
本发明的有益效果在于：本发明生产的7系铝合金锻件在抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后延伸率等力学性能方面得到了显著的提升，广泛的应用于汽车制造业、动力仪表或航空工业，提高了铝合金的适用范围。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)铝合金按照如下质量百分比的化学成分进行配料：Si＝0.06％，Fe＝0.08％，Cu＝2.0％，Mn＝0.04％，Mg＝1.8％，Cr＝0.04％，Zr＝0.15％，Zn＝8.0％，Ti＝0.05％，杂质≤0.15％，余量为Al；
(2)将配置好的铝合金原料在温度为710℃进行熔炼，将熔炼好的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭，铸锭硬度HB≥150；
(3)对铝合金铸锭选择合适尺寸进行下料，之后使用电加热大气炉在温度为430-450℃时开坯锻造，进行多次火锻打之后锻造成型，保温时间为180min；
(4)进行热处理，使用立式淬火炉进行固溶处理温度为474℃，时间为6h，之后淬入66℃水中；之后在电加热大气炉中完成双级时效处理，先在温度为118℃保温6h，之后在温度为175℃时保温8h；
(5)之后根据GB/T3190-2008标准对7系铝合金进行力学性能检测，检测合格之后进行半成品加工，最后经过UT探伤检测合格后投入加工使用。
实施例2
(1)铝合金按照如下质量百分比的化学成分进行配料：Si＝0.03％，Fe＝0.04％，Cu＝1.3％，Mn＝0.02％，Mg＝1.2％，Cr＝0.02％，Zr＝0.08％，Zn＝7.0％，Ti＝0.03％，杂质≤0.15％，余量为Al；
(2)将配置好的铝合金原料在温度为720℃进行熔炼，将熔炼好的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭，铸锭硬度HB≥150；
(3)对铝合金铸锭选择合适尺寸进行下料，之后使用电加热大气炉在温度为450℃时开坯锻造，进行多次火锻打之后锻造成型，保温时间为180min；
(4)进行热处理，使用立式淬火炉进行固溶处理温度为480℃，时间为6h，之后淬入66℃水中；之后在电加热大气炉中完成双级时效处理，先在温度为124℃时保温6h，之后在温度为179℃时保温8h；
(5)之后根据GB/T3190-2008标准对7系铝合金进行力学性能检测，检测合格之后进行半成品加工，最后经过UT探伤检测合格后投入加工使用。
实施例3
对实施例1和实施例2得到的7系铝合金的抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率进行多试验方向测试；得到的实验结果如表1所示。
表1 7系铝合金的力学性能检测结果
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铝合金按照如下质量百分比的化学成分进行配料：Si≤0.06％，Fe≤0.08％，1.3％≤Cu≤2.0％，Mn≤0.04％，1.2％≤Mg≤1.8％，Cr≤0.04％，0.08％≤Zr≤0.15％，7.0％≤Zn≤8.0％，Ti≤0.05％，杂质≤0.15％，余量为Al；
(2)将配置好的铝合金原料进行熔炼，将熔炼好的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
(3)对铝合金铸锭进行下料，之后开坯锻造，进行多次火锻打之后锻造成型；
(4)进行热处理，包括固溶处理和双级时效处理；
(5)之后进行相关的力性检测，检测合格之后进行半成品加工，最后经过UT探伤检测合格后投入加工使用。
2.如权利要求1所述的一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(2)熔炼时的温度为710-720℃，铸锭硬度HB≥150。
3.如权利要求1所述的一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中锻造成型时的温度为430-450℃，保温时间为180min。
4.如权利要求3所述的一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中锻造成型使用的设备为电加热大气炉。
5.如权利要求1所述的一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(4)中固溶处理为将合金加热至474-480℃保温6h，然后淬入66℃水中。
6.如权利要求1所述的一种7系铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(4)中双级时效处理为先在118-124℃保温6h，之后在175-179℃保温8h。
7.一种利用如权利要求1所述的生产工艺生产的7系铝合金。
8.一种7系铝合金的应用，其特征在于，将如权利要求7所述的7系铝合金应用于汽车制造业、动力仪表或航空工业。
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