專利名稱：運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金半環(huán)及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金具有重量輕、比重小、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。整流罩 用鋁合金半環(huán)是運(yùn)載火箭部件的重要部件，現(xiàn)有的整流罩用鋁合金半環(huán)是采用桅彎技術(shù)， 將型材桅彎成兩個(gè)半圓形的半環(huán)，然后將半環(huán)用爆炸螺栓連接，隨著運(yùn)載火箭大型化，火箭 上各種試驗(yàn)設(shè)備增多，有效載荷加大，而且要模擬載人，需要逃逸艙能準(zhǔn)確的分開，現(xiàn)有整 流罩用鋁合金半環(huán)的強(qiáng)度已無法滿足大型運(yùn)載火箭的應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的整流罩用鋁合金半環(huán)強(qiáng)度低，不能滿足大型運(yùn)載火箭的 應(yīng)用要求的問題，而提供運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)及其制備方法。 運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由0.6% 1.2X的Si、0. 1% 0. 7X的Fe、3. 9% 4. 8%的Cu、0. 4% 1. OX的Mn、0. 4% 0. 8X的Mg、0. 05% 0. 1% 的Ni、0. 1% 0. 3%的Zn、0. 1% 0. 15%的Ti和90. 95% 94. 35%的Al制成。 運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按運(yùn)載火箭整流 罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比Si :0. 6% 1. 2%、 Fe :0. 1% 0. 7%、 Cu :3. 9% 4. 8%、Mn :0. 4% 1. 0%、Mg :0. 4% 0. 8%、Ni :0. 05% 0. l%、Zn :0. 1% 0. 3%、Ti : 0. 1% 0. 15X和A1 :90. 95% 94. 35%分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁銅中間 合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鎳中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后 加入到煤氣反射爐中，在740°C 77(TC條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉(zhuǎn)入電 阻反射爐中，經(jīng)爐內(nèi)除氣、扒渣后再流經(jīng)導(dǎo)流槽并在線除氣后，轉(zhuǎn)入靜置爐，靜置15min 30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；二、將經(jīng)步驟一得到的鋁合金熔液依次經(jīng)過30PPI和 50PPI的泡沫陶瓷過濾板過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金鑄錠放 置在均火爐中，將鋁合金鑄錠加熱至480°C 50(TC并保溫20h 30h，進(jìn)行均勻化退火處 理；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金鑄錠加熱至450°C 46(TC并保溫4h 6h后，在450°C 46(TC溫度下鍛造，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù)兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為75 % 90%，得到鋁合金鍛件；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材；六、根據(jù)運(yùn) 載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工打彎模，然后將經(jīng)步驟五得到的型 材利用3000噸水壓機(jī)和打彎模進(jìn)行打彎，得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品；七、 將運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品在溫度為49(TC 51(TC，保溫時(shí)間為1. 5h 2. 5h， 冷卻水的溫度為60°C 7(TC的條件下進(jìn)行淬火處理，然后在淬火后3小時(shí)內(nèi)在進(jìn)行冷壓 縮變形，使弧長(zhǎng)方向的變形量為2mm 4mm ;八、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終 尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工矯平模，將經(jīng)步驟七處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品利用 100噸矯直機(jī)和矯平模進(jìn)行矯平，使其矯平精度為《4mm ;九、將經(jīng)步驟八處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)。
步驟一中所述的爐內(nèi)除氣、扒渣、在線除氣和步驟二中的鑄造方法均為常規(guī)技術(shù)。
步驟五中所述的擠壓處理的步驟是先將鋁合金鍛件加熱至420°C 45(TC并保溫5h 8h，然后將鋁合金鍛件放置在溫度為380°C 450°C的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以7 9的擠壓比將鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材。 步驟九中所述的時(shí)效處理?xiàng)l件是溫度為150°C 16(TC，保溫時(shí)間為4h 10h。
所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)中單一雜質(zhì)的允許范圍為《0. 03%，全部雜質(zhì)的范圍為《0. 15%，此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的性能沒有影響。
本發(fā)明的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法在熔鑄過程中嚴(yán)格控制合金的化學(xué)成分，防止裂紋；鑄造時(shí)采用雙級(jí)過濾，減少金屬內(nèi)部冶金缺陷如氧化膜、夾渣等；為提高加工塑性，防止出現(xiàn)加工裂紋，鑄錠毛料進(jìn)行均勻化處理，以消除鑄錠內(nèi)殘余應(yīng)力；經(jīng)過多方鍛造和擠壓處理后，鋁合金鍛件內(nèi)部組織已經(jīng)充分變形，這種組織保證了鍛件的性能；冷壓縮處理是在淬火后3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行的，目的是消除淬火后半環(huán)內(nèi)部的淬火應(yīng)力，減小加過程中半環(huán)的尺寸變形。本發(fā)明的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的抗拉強(qiáng)度380MPa 450MPa、斷后伸長(zhǎng)率6. 0% 10%、布氏硬度(HB) 110N/mm2 150N/mm2，能夠滿足大型運(yùn)載火箭的強(qiáng)度要求。


圖1是具體實(shí)施方式
二十二制備的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由0. 6% 1. 2X的Si、0. 1% 0. 7X的Fe、3. 9% 4. 8X的Cu、0. 4% 1. OX的Mn、0. 4% 0.8X的Mg、0. 05% 0. 1%的附、0. 1% 0. 3%的Zn、0. 1% 0. 15X的Ti和90. 95% 94. 35X的A1制成。 運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的抗拉強(qiáng)度380MPa 450MPa、斷后伸長(zhǎng)率6. 0% 10%、布氏硬度(HB)110N/mm2 150N/mn^，能夠滿足大型運(yùn)載火箭的強(qiáng)度要求。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由0. 8% 1. 1%的Si、0. 2% 0. 6%的Fe、4. 0% 4. 6%的Cu、0. 5 % 0. 9 %的Mn、0. 5 % 0. 7 %的Mg、0. 06 % 0. 08 %的Ni、0. 15 % 0. 25 %的Zn、0. 11% 0. 14%的Ti和91. 63% 93. 68%的Al制成。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由1.0%的Si、0.4X的Fe、4. 3X的Cu、0. 7X的Mn、0.6X的Mg、0. 07%的Ni、0. 20%的Zn、0. 13%的Ti和92. 60%的Al制成。 本實(shí)施方式的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的抗拉強(qiáng)度402MPa、斷后伸長(zhǎng)率6.5%、布氏硬度(HB)140N/mi^，能夠滿足大型運(yùn)載火箭的強(qiáng)度要求。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比Si :0. 6% 1. 2%、Fe :0. 1% 0. 7%、Cu :3. 9% 4. 8%、Mn :0. 4% 1. 0%、Mg :0. 4% 0. 8%、Ni :0. 05% 0. 1%、 Zn :0. 1% 0. 3%、 Ti :0. 1% 0. 15%和Al :90. 95% 94. 35%分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁銅中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鎳中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在74(TC 77(rC條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉(zhuǎn)入電阻反射爐中，經(jīng)爐內(nèi)除氣、扒渣后再流經(jīng)導(dǎo)流槽并在線除氣后，轉(zhuǎn)入靜置爐，靜置15min 30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；二、將經(jīng)步驟一得到的鋁合金熔液依次經(jīng)過30PPI和50PPI的泡沫陶瓷過濾板過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金鑄錠放置在均火爐中，將鋁合金鑄錠加熱至480°C 500°C并保溫20h 30h，進(jìn)行均勻化退火處理；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金鑄錠加熱至450°C 460°C并保溫4h 6h后，在45(TC 46(TC溫度下鍛造，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù)兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為75% 90%，得到鋁合金鍛件；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材；六、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工打彎模，然后將經(jīng)步驟五得到的型材利用3000噸水壓機(jī)和打彎模進(jìn)行打彎，得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品；七、將運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品在溫度為49(TC 51(TC，保溫時(shí)間為1. 5h 2. 5h，冷卻水的溫度為60°C 70°C的條件下進(jìn)行淬火處理，然后在淬火后3小時(shí)內(nèi)在進(jìn)行冷壓縮變形，使弧長(zhǎng)方向的變形量為2mm 4mm ;八、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工矯平模，將經(jīng)步驟七處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品利用100噸矯直機(jī)和矯平模進(jìn)行矯平，使其矯平精度為《4mm ;九、將經(jīng)步驟八處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)。 本實(shí)施方式的煤氣反射爐、電阻反射爐、均火爐、3000噸水壓機(jī)和100噸矯直機(jī)為市售設(shè)備。 本實(shí)施方式的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法在熔鑄過程中嚴(yán)格控制合金的化學(xué)成分，防止裂紋；鑄造時(shí)采用雙級(jí)過濾，減少金屬內(nèi)部冶金缺陷如氧化膜、夾渣等；為提高加工塑性，防止出現(xiàn)加工裂紋，鑄錠毛料進(jìn)行均勻化處理，以消除鑄錠內(nèi)殘余應(yīng)力；經(jīng)過多方鍛造和擠壓處理后，鋁合金鍛件內(nèi)部組織已經(jīng)充分變形，這種組織保證了鍛件的性能；冷壓縮處理是在淬火后3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行的，目的是消除淬火后半環(huán)內(nèi)部的淬火應(yīng)力，減小加過程中半環(huán)的尺寸變形。本發(fā)明的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的抗拉強(qiáng)度380MPa 450MPa、斷后伸長(zhǎng)率6. 0% 10%、布氏硬度(HB) 110N/mm2 150N/mm2，能夠滿足大型運(yùn)載火箭的強(qiáng)度要求。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三不同的是先將鋁合金鍛件加熱至420°C 45(TC并保溫5h 8h，然后將鋁合金鍛件放置在溫度為380°C 450°C的
小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以7 9的擠壓比將鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材。其它與具體實(shí)施方式
三相同。 本實(shí)施方式的擠壓機(jī)為市售設(shè)備。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三或四不同的是步驟五中所述的擠壓處理的步驟是先將鋁合金鍛件加熱至44(TC并保溫6h，然后將鋁合金鍛件放置在溫度為42(TC的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以8的擠壓比將鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材。其它與具體實(shí)施方式
三或四相同。 具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至五不同的是步驟九中所述的時(shí)效處理?xiàng)l件是溫度為150°C 16(TC，保溫時(shí)間為4h 10h。其它與具體實(shí)施方式
三至 五相同。 具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至六不同的是步驟九中所述的 時(shí)效處理?xiàng)l件是溫度為155t:，保溫時(shí)間為7h。其它與具體實(shí)施方式
三至六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至七不同的是步驟一中運(yùn)載火 箭整流罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比為Si :0. 7% 1. l%、Fe :0. 2% 0. 6%、Cu :
4. 0% 4. 6%、Mn :0. 5% 0. 9%、Mg :0. 5% 0. 7%、Ni :0. 06% 0. 09%、Zn :0. 15% 0. 25%、Ti :0. 11% 0. 14X和A1 :91.62% 93. 78%。其它與具體實(shí)施方式
三至七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至八不同的是步驟一中運(yùn)載火 箭整流罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比為Si :0. 9%、Fe :0. 4%、Cu :4. 3%、Mn :0. 7%、 Mg :0. 6%、Ni :0. 07%、Zn :0. 20%、Ti :0. 13%和Al :92. 70%。其它與具體實(shí)施方式
三至八 相同具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至九不同的是步驟一中所述的 熔煉溫度為750°C 76(TC條件下。其它與具體實(shí)施方式
三至九相同。
具體實(shí)施方式
i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至九不同的是步驟一中所述 的熔煉溫度為755t:。其它與具體實(shí)施方式
三至九相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至i^一不同的是步驟三中將 鋁合金鑄錠加熱至485°C 495t:并保溫22h 28h，進(jìn)行均勻化退火處理。其它與具體實(shí) 施方式三至i^一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十二不同的是步驟三中將 鋁合金鑄錠加熱至49(TC并保溫25h，進(jìn)行均勻化退火處理。其它與具體實(shí)施方式
三至十二 相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十三不同的是步驟四中將 鋁合金鑄錠加熱至452°C 458。C并保溫4. 5h 5. 5h后，在452°C 458。C溫度下鍛造，， 鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù)兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為78% 85%。其它與具體實(shí) 施方式三至十三相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十四不同的是步驟四中將 鋁合金鑄錠加熱至455°C并保溫5. 0h后，在455t:溫度下鍛造，，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù) 兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為80%。其它與具體實(shí)施方式
三至十四相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十五不同的是步驟七中的 淬火條件是溫度為495°C 505°C 、保溫時(shí)間為1. 8h 2. 3h，冷卻水的溫度為62°C 68°C 。 其它與具體實(shí)施方式
三至十五相同。 具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十六不同的是步驟七中的
淬火條件是溫度為50(TC、保溫時(shí)間為2. Oh，冷卻水的溫度為65°C。其它與具體實(shí)施方式
三 至十六相同。 具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十七不同的是步驟七中冷 壓縮變形使弧長(zhǎng)方向的變形量為2. 2mm 3. 8mm。其它與具體實(shí)施方式
三至十七相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十八不同的是步驟七中冷 壓縮變形使弧長(zhǎng)方向的變形量為3.0mm。其它與具體實(shí)施方式
三至十八相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至十九不同的是步驟九中的 矯平精度控制在《3mm。其它與具體實(shí)施方式
三至十九相同。 本實(shí)施方式中矯平精度的是按如下方法檢驗(yàn)的先將要進(jìn)行矯平精度檢驗(yàn)的運(yùn)載 火箭整流罩用鋁合金半環(huán)平放在檢驗(yàn)平臺(tái)上，半環(huán)與平臺(tái)接觸的下表面與平臺(tái)表面間距離 的最大值與最小值之間的差值，為矯平精度。
具體實(shí)施方式
二i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三至二十不同的是步驟九中 的矯平精度控制在《2mm。其它與具體實(shí)施方式
三至二十相同。
具體實(shí)施方式
二十二 (參見圖1)本實(shí)施方式運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的 制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比Si : 1. 2%、Fe :0. 7%、Cu :4. 5% 、 Mn :0. 8% 、 Mg :0. 4%、Ni :0. 1 % 、 Zn :0. 3% 、 Ti :0. 1%禾卩Al : 91. 90 %分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁銅中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁 鎳中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在76(TC條 件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉(zhuǎn)入電阻反射爐中，經(jīng)爐內(nèi)除氣、扒渣后再流經(jīng)導(dǎo) 流槽并在線除氣后，轉(zhuǎn)入靜置爐，靜置30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；二、將經(jīng)步驟一得 到的鋁合金熔液依次經(jīng)過30PPI和50PPI的泡沫陶瓷過濾板過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠； 三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金鑄錠放置在均火爐中，將鋁合金鑄錠加熱至49(TC并保溫25h， 進(jìn)行均勻化退火處理；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金鑄錠加熱至455t:并保溫6h后，在455°C 溫度下，鍛造兩次，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為80 % ，得到鋁合金鍛 件；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材；六、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金 半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工打彎模，然后將經(jīng)步驟五得到的型材利用3000噸水壓機(jī)和 打彎模進(jìn)行打彎，得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品；七、將運(yùn)載火箭整流罩用鋁合 金半環(huán)半成品在溫度為50(TC，保溫時(shí)間為2h，冷卻水的溫度為6(TC的條件下進(jìn)行淬火處理， 然后在淬火后3小時(shí)內(nèi)在常溫下進(jìn)行冷壓縮變形，使弧長(zhǎng)方向的變形量為3. Omm ;八、根據(jù)運(yùn) 載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工矯平模，將經(jīng)步驟七處理的運(yùn)載火箭 整流罩用鋁合金半環(huán)半成品利用100噸矯直機(jī)和矯平模進(jìn)行矯平，矯平精度《3. Omm ;九、將 經(jīng)步驟八處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品在溫度為155t:，保溫時(shí)間為7h的條 件下進(jìn)行時(shí)效處理，即得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)；其中步驟五中所述的擠壓處理的 步驟是先將鋁合金鍛件加熱至45(TC并保溫7h，然后將鋁合金鍛件放置在溫度為43(TC的 小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以8的擠壓比將鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材。
本實(shí)施方式中矯平精度的是按如下方法檢驗(yàn)的先將要進(jìn)行矯平精度檢驗(yàn)的運(yùn)載 火箭整流罩用鋁合金半環(huán)平放在檢驗(yàn)平臺(tái)上，半環(huán)與平臺(tái)接觸的下表面與平臺(tái)表面間距離 的最大值與最小值之間的差值，為矯平精度。 本實(shí)施方式的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法在熔鑄過程中嚴(yán)格控制 合金的化學(xué)成分，防止裂紋；鑄造時(shí)采用雙級(jí)過濾，減少金屬內(nèi)部冶金缺陷如氧化膜、夾渣 等；為提高加工塑性，防止出現(xiàn)加工裂紋，鑄錠毛料進(jìn)行均勻化處理，以消除鑄錠內(nèi)殘余應(yīng) 力；經(jīng)過多方鍛造和擠壓處理后，鋁合金鍛件內(nèi)部組織已經(jīng)充分變形，這種組織保證了鍛 件的性能；冷壓縮處理是在淬火后3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行的，目的是消除淬火后半環(huán)內(nèi)部的淬火應(yīng) 力，減小加過程中半環(huán)的尺寸變形。本發(fā)明的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的抗拉強(qiáng)度 438MPa、斷后伸長(zhǎng)率7. 0%、布氏硬度(HB) 140N/mm2，能夠滿足大型運(yùn)載火箭的強(qiáng)度要求。
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權(quán)利要求
運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)，其特征在于運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由0.6％～1.2％的Si、0.1％～0.7％的Fe、3.9％～4.8％的Cu、0.4％～1.0％的Mn、0.4％～0.8％的Mg、0.05％～0.1％的Ni、0.1％～0.3％的Zn、0.1％～0.1 5％的Ti和90.95％～94.35％的Al制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)，其特征在于運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)按質(zhì)量百分比由0. 8% 1. 1%的Si、0. 2% 0. 6%的Fe、4. 0% 4. 6%的Cu、0. 5% 0. 9X的Mn、0. 5% 0. 7X的Mg、0. 06% 0. 08%的附、0. 15% 0. 25X的Zn、0. 11% 0. 14%的Ti和91. 63% 93. 68%的Al制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備按以下步驟進(jìn)行一、按運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)中元素的質(zhì)量百分比Si :0. 6% 1. 2%、 Fe :0. 1% 0. 7%、 Cu :3. 9% 4. 8%、 Mn :0. 4% 1. 0%、 Mg :0. 4% 0. 8%、 Ni :0. 05% 0. 1%、 Zn :0. 1% 0. 3%、 Ti :0. 1% 0. 15%禾口Al :90. 95% 94. 35%分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁銅中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鎳中間合金、鋁鋅中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在740°C 770°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉(zhuǎn)入電阻反射爐中，經(jīng)爐內(nèi)除氣、扒渣后再流經(jīng)導(dǎo)流槽并在線除氣后，轉(zhuǎn)入靜置爐，靜置15min 30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；二、將經(jīng)步驟一得到的鋁合金熔液依次經(jīng)過30PPI和50PPI的泡沫陶瓷過濾板過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；三、將經(jīng)步驟二制得的鋁合金鑄錠放置在均火爐中，將鋁合金鑄錠加熱至480°C 50(TC并保溫20h 30h，進(jìn)行均勻化退火處理；四、將經(jīng)步驟三處理的鋁合金鑄錠加熱至450°C 46(TC并保溫4h 6h后，在450°C 46(TC溫度下鍛造，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù)兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為75 % 90%，得到鋁合金鍛件；五、將經(jīng)步驟四得到的鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材；六、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工打彎模，然后將經(jīng)步驟五得到的型材利用3000噸水壓機(jī)和打彎模進(jìn)行打彎，得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品；七、將運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品在溫度為490°C 51(TC，保溫時(shí)間為1. 5h 2. 5h，冷卻水的溫度為60°C 7(TC的條件下進(jìn)行淬火處理，然后在淬火后3小時(shí)內(nèi)在進(jìn)行冷壓縮變形，使弧長(zhǎng)方向的變形量為2mm 4mm ;八、根據(jù)運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的最終尺寸和形狀設(shè)計(jì)加工矯平模，將經(jīng)步驟七處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品利用100噸矯直機(jī)和矯平模進(jìn)行矯平，使其矯平精度為《4mm ;九、將經(jīng)步驟八處理的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)半成品進(jìn)行時(shí)效處理，即得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步驟五中所述的擠壓處理的步驟是先將鋁合金鍛件加熱至420°C 45(TC并保溫5h 8h，然后將鋁合金鍛件放置在溫度為380°C 450°C的小300mm的擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)，以7 9的擠壓比將鋁合金鍛件擠壓成鋁合金型材。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步驟九中所述的時(shí)效處理的條件是溫度為150°C 16(TC，保溫時(shí)間為4h 10h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步驟一中所述的熔煉溫度為750°C 760°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3、4或6所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步驟三中將鋁合金鑄錠加熱至485°C 495t:并保溫22h 28h，進(jìn)行均勻化退火處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步驟 四中將鋁合金鑄錠加熱至452°C 458。C并保溫4. 5h 5. 5h后，在452°C 458。C溫度下 鍛造，鍛造時(shí)先鐓粗后拔長(zhǎng)，重復(fù)兩次，每次鐓粗和拔長(zhǎng)的變形量為78% 85%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3、4、6或8所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征 在于步驟七中的淬火條件是溫度為495t: 505t:、保溫時(shí)間為1. 8h 2. 3h，冷卻水的溫度 為62°C 68°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)的制備方法，其特征在于步 驟七中冷壓縮變形使弧長(zhǎng)方向的變形量為2. 2mm 3. 8mm。
全文摘要
運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)及其制備方法，它涉及合金半環(huán)及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的整流罩用鋁合金半環(huán)強(qiáng)度低，不能滿足大型運(yùn)載火箭的應(yīng)用要求的問題。本發(fā)明運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti和Al制成，其抗拉強(qiáng)度為380MPa～450MPa、斷后伸長(zhǎng)率6.0％～10％、布氏硬度為110N/mm2～150N/mm2。本發(fā)明的方法如下配料并經(jīng)熔煉、鑄造、均勻化退火、鍛造、擠壓、打彎、淬火、冷壓縮變形、矯平和時(shí)效處理后得到運(yùn)載火箭整流罩用鋁合金半環(huán)，本發(fā)明強(qiáng)度高，可以應(yīng)用于大型運(yùn)載火箭。
文檔編號(hào)C22C1/03GK101760682SQ20091031240
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者孫紹華, 張宏偉, 鄒京濱 申請(qǐng)人:東北輕合金有限責(zé)任公司