專利名稱：Al-Cu-Li-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種Al-Cu-L1-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，屬于鋁合金表面處理技術(shù)，該方法是通過在固溶過程中加入低溫保溫處理使鋁合金表面得到脫鋰層，使合金的耐蝕性能得到提高。
背景技術(shù)：
Al-Cu-L1-X系時效強化型鋁鋰合金具有耐損傷、高比強、高比模等特點，通過采用特殊的預(yù)拉伸、熱處理等工藝，可獲得良好的強度、斷裂韌性、耐腐蝕以及耐損傷等綜合性能，日益成為國內(nèi)外鋁鋰合金研發(fā)熱點。其中T3、T4狀態(tài)薄板具有優(yōu)良的成形性能以及耐損傷性能被作為最有潛力的飛機蒙皮材料，但這兩種狀態(tài)下的合金具有一定的晶間腐蝕傾向，目前，多采取無晶間腐蝕傾向的T8狀態(tài)替代T3/T4狀態(tài)使用，由于T8處理對預(yù)拉伸變形量以及時效工藝要求較高，同時T8狀態(tài)的成形能以及耐損傷性能較T3/T4狀態(tài)降低很多，限制了薄板作為蒙皮材料的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而設(shè)計提供了一種Al-Cu-L1-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，其目的是使的T3/T4狀態(tài)鋁鋰合金耐蝕性能得到很大提高，消除了晶間腐蝕。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:該種Al-Cu-L1-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，所述Al-Cu-L1-X鋁鋰合金的化學(xué)成分及重量百分比為: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 I 5 種，Si ( 0.10%, Fe ( 0.10%, Ti ( 0.12%，其它雜質(zhì)單個彡0.05%，總量彡0.15%，余量為Al，其特征在于:該方法的步驟是:⑴將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到400 480° C，保溫I 4h;⑵然后將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到480 530° C，保溫時間0.5 2h，出爐，室溫水淬。本發(fā)明是針對Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金T3/T4狀態(tài)的抑制晶間腐蝕需求而提出的，在深入理解鋁鋰合金晶間腐蝕機理的基礎(chǔ)上，通過在固溶過程中引入脫鋰工藝，通過一個中間低溫長時間保溫過程，在表層形成一層均勻的脫鋰層，在不影響其他性能的前提下，消除了合金T3/T4狀態(tài)的晶間腐蝕，提高了合金的耐蝕性能。本發(fā)明方法的優(yōu)點是:1、在不影響合金其他性能的前提下， 提高了合金的耐蝕性能:經(jīng)本發(fā)明制備的T3/T4狀態(tài)鋁鋰合金，消除了晶間腐蝕，剝蝕也由EB等級提高到P級。耐蝕性能提高的原因在于，表層脫鋰層的存在使T3/T4狀態(tài)的合金出現(xiàn)了表層無析出層，該層電勢均一，避免了由電勢差造成的腐蝕，提高了合金的耐蝕性。
2、相對T8處理工藝以及其他表面防護工藝，本發(fā)明通過在固溶處理時加入脫鋰工藝提高合金的耐蝕性，不改變T3/T4狀態(tài)的其他性能優(yōu)勢，工藝方法簡單，適用性廣，可以直接用于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為采用本發(fā)明方法保溫2h后，脫鋰層厚度與保溫溫度之間的關(guān)系曲線圖2為采用本發(fā)明方法在460° C下，脫鋰層厚度隨保溫時間的關(guān)系曲線圖3為2A97-T4鋁鋰合金晶間腐蝕形貌，其中:a為未經(jīng)脫鋰處理的，b為經(jīng)過脫鋰處理的
具體實施例方式以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步地詳述:該種Al-Cu-L1-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，所述Al-Cu-L1-X鋁鋰合金的化學(xué)成分及重量百分比為: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 I 5 種，Si ( 0.10%, Fe ( 0.10%, Ti ( 0.12%，其它雜質(zhì)單個彡0.05%，總量彡0.15%，余量為Al，其特征在于:該方法的步驟是:⑴將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到400 480° C，保溫I 4h，使合金表面形成一層均勻的脫鋰層，厚度為0.05 0.1mm ；⑵然后將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到480 530° C，保溫時間0.5 2h，出爐，室溫水淬。采用上述方法對對2.0mm厚的2A97鋁鋰合金進行了固溶處理及處理后并自然時效到T4狀態(tài)的性能數(shù)據(jù)見表I。表I為本發(fā)明4個實施例及未經(jīng)脫鋰處理2A97-T4板材的拉伸/腐蝕性能數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種Al-Cu-L1-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，所述Al-Cu-L1-X鋁鋰合金的化學(xué)成分及重量百分比為: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 I 5 種，Si ( 0.10%, Fe ( 0.10%, Ti ( 0.12%，其它雜質(zhì)單個彡0.05%，總量彡0.15%，余量為Al，其特征在于:該方法的步驟是: ⑴將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到400 480° C，保溫I 4h ; ⑵然后將鋁鋰合金板材在空氣爐中隨爐加熱到480 530° C，保溫時間0.5 2h，出爐，室溫水淬 。
全文摘要
本發(fā)明是一種Al-Cu-Li-X鋁鋰合金表面脫鋰層的制備方法，該方法利用高溫加熱過程中鋁鋰合金近表層鋰元素擴散到表面發(fā)生氧化的原理，通過控制加熱溫度及保溫時間，使合金近表層形成一層均勻的脫鋰層，在不影響力學(xué)性能的前提下有效的抑制晶間腐蝕以及剝落腐蝕的發(fā)生，同時也是鋁鋰合金表面包鋁軋制的必要工藝。該方法的步驟為低溫長時間保溫脫鋰處理；高溫固溶處理。本發(fā)明適用的鋁鋰合金成分為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種，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它雜質(zhì)單個≤0.05%，總量≤0.15%，余量為Al。本發(fā)明方法能顯著提高Al-Cu-Li-X系合金的耐蝕性能。
文檔編號C22F1/057GK103173700SQ20131008434
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者陸政, 李國愛, 馮朝輝, 何維維, 臧金鑫, 張坤 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院