一種Al-Cu-Li-X系鋁鋰合金薄板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一種Al-Cu-Li-X系鋁鋰合金薄板的制備方法，該方法制備的板材厚度為0.8mm～8.0mm，其方法是將均勻化處理后的扁錠開坯熱軋到規(guī)定厚度成卷，然后經(jīng)過(guò)退火處理，開卷進(jìn)行帶式冷軋，根據(jù)冷軋變形量進(jìn)行中間退火，最終得到厚度均勻的薄板。薄板經(jīng)過(guò)固溶、預(yù)拉伸以及時(shí)效處理后可以得到不同的狀態(tài)，從而滿足不同的使用要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法通過(guò)帶式軋制制備表面質(zhì)量較高、板材尺寸均勻、板型平整的鋁鋰合金薄板。薄板經(jīng)過(guò)不同的熱處理工藝后可得到不同的狀態(tài)，滿足不同應(yīng)用條件的使用要求。
【專利說(shuō)明】—種Al-Cu-L1-X系紹裡合金薄板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金薄板的制備方法，屬于鋁鋰合金薄板制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高韌性以及優(yōu)良的耐損傷性能，其薄板適合制造飛機(jī)蒙皮。目前，國(guó)外對(duì)鋁鋰合金薄板多采用片式軋制方法制備，而在國(guó)內(nèi)，由于缺少高精度的片式軋機(jī)以及單張薄板預(yù)拉伸機(jī)，采取片式軋制方法制備的薄板尺寸精度、板型以及表面質(zhì)量都難以滿足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明正是針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而設(shè)計(jì)提供了一種Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金薄板的制備方法，其目的是制備具有較高的尺寸精度、良好的板型以及表面光潔度的薄板，固溶處理后經(jīng)過(guò)不同時(shí)效工藝處理后合金可以滿足多種不同使用需求。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]該種Al-Cu-L1-X系招鋰合金薄板的制備方法,所述薄板的厚度為0.8mm~8.0mm,所述Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金中的X是指含有金屬元素Mn、Zn、Zr、Mg、Ag中的一種或幾種，其特征在于:該方法的步驟為:
[0006]⑴熱軋，將均勻化處理后的扁錠開坯熱軋，熱軋溫度為380°C~500°C ；
[0007]⑵熱精軋，將熱軋后的板熱精軋，熱精軋溫度為280°C~380°C ；
[0008]⑶對(duì)熱精軋后的板進(jìn)行高溫退火處理，退火溫度421V~490°C，保溫時(shí)間0.5~
4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ；
[0009]⑷對(duì)高溫退火處理后的板進(jìn)行帶式冷軋至薄板，冷軋道次變形量不超過(guò)20%，在帶式冷軋過(guò)程中進(jìn)行中間高溫退火處理，兩次中間高溫退火處理之間的冷軋總變形量不超過(guò)50% ；
[0010]高溫中間退火處理的退火溫度為421°C~480°C，保溫時(shí)間0.5~4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ；
[0011](5)冷軋后的薄板經(jīng)過(guò)固溶、預(yù)拉伸、校形及時(shí)效處理后得到不同狀態(tài)的薄板，從而滿足不同的使用要求，其中:
[0012]預(yù)拉伸永久變形量為2.0%~6.0% ；
[0013]時(shí)效處理為以下幾種之一:
[0014]T3狀態(tài):將預(yù)拉伸處理后的薄板室溫放置至少96h ;此時(shí)薄板具有中等強(qiáng)度、較高的塑性和耐損傷性能，適用于冷成形后直接使用的部件；
[0015]T8Y狀態(tài):將T3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8Y狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為110°C~130°C /IOh~72h，室溫空冷；此時(shí)合金具有比T3狀態(tài)略高的強(qiáng)度和相當(dāng)?shù)乃苄裕梢灾苯永浼庸こ尚?；[0016]T8狀態(tài):將T8Y狀態(tài)的薄板合進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175°C /6h~16h，室溫空冷；此時(shí)合金具有最高的強(qiáng)度和較低的塑性，適用于不進(jìn)行成形處理的最終使用狀態(tài)；
[0017]或?qū)3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175°C/7~56h，室溫空冷；此時(shí)合金具有最高的強(qiáng)度和較低的塑性，適用于不進(jìn)行成形處理的最終使用狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)開坯熱軋及熱精軋到規(guī)定厚度卷曲成卷，然后經(jīng)過(guò)退火處理，開卷進(jìn)行帶式冷軋并控制道次軋制變形量，當(dāng)冷軋總變形量到達(dá)一定程度后進(jìn)行中間退火，隨后繼續(xù)軋制，直至達(dá)到所需要的厚度，在這一過(guò)程中，通過(guò)控制中間退火溫度及冷卻速度、冷軋變形量保證了合金成形工藝性能，使采用該方法制備的薄板具備良好尺寸精度、板型以及表面光潔度?？缮a(chǎn)具有不同綜合性能的材料，分別滿足高強(qiáng)度、高韌度、耐損傷、易成 形、制造成本低的需求。
[0019]本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是:
[0020]1、得到一種Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金薄板的“帶式法”冷軋制備方法，與傳統(tǒng)“單片”冷軋制備方法相比，本發(fā)明的方法具有更高的效率，制備的鋁鋰合金薄板具有更高的尺寸精度、更好的板型以及表面光潔度。
[0021]2、本發(fā)明所得到的鋁鋰合金薄板便于后續(xù)的氣墊爐機(jī)列固溶淬火處理，可有效的控制固溶處理后的板型和表面質(zhì)量，采取不同時(shí)效處理后可得到性能優(yōu)良，滿足不同應(yīng)用需求的合金狀態(tài)。
[0022]3、通過(guò)淺時(shí)效處理，薄板成形性能及損傷容限性能進(jìn)一步提高，適于制造長(zhǎng)壽命零件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述:
[0025]實(shí)施例:
[0026]生產(chǎn)合格的Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金鑄錠，該合金的化學(xué)成分及重量百分比為:Cu2.0 ~3.0%, Lil.8 ~2.6%。Zr0.04 ~0.20%, Mg0.20% ~1.20%, Ag0.1 ~0.9%,Si≤ 0.10%, Fe ≤ 0.10%, Ti ≤ 0.12%，其它雜質(zhì)單個(gè)≤0.05%，總量≤0.15%，余量為Al，參見附圖1所示，采用該合金加工薄板的工藝過(guò)程如下:
[0027]⑴熱軋，將均勻化處理后的扁錠開坯熱軋，開軋溫度480~500°C ；
[0028]⑵熱精軋，將熱軋后的板熱精軋到厚度為4.0mm~8.0mm之任一規(guī)格，熱精軋溫度為280°C~380°C,之后卷取成卷進(jìn)行冷軋前準(zhǔn)備；
[0029]⑶對(duì)熱精軋后的板進(jìn)行高溫退火處理，退火溫度421V~490°C，保溫時(shí)間0.5~
4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ；
[0030]⑷對(duì)高溫退火處理后的板進(jìn)行帶式冷軋至0.8mm~8.0mm間任一規(guī)格薄板，冷軋道次變形量不超過(guò)20%，在帶式冷軋過(guò)程中進(jìn)行中間高溫退火處理，兩次中間高溫退火處理之間的冷軋總變形量不超過(guò)50% ；
[0031]高溫中間退火處理的退火溫度為421 °C~480°C，保溫時(shí)間0.5~4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ；
[0032](5)冷軋后的薄板經(jīng)過(guò)固溶、預(yù)拉伸、校形及時(shí)效處理后得到不同狀態(tài)的薄板，其中:
[0033]冷軋后的薄板在氣墊爐機(jī)列上經(jīng)510~530°C固溶淬火處理；
[0034]預(yù)拉伸永久變形量為2.0%~6.0% ；
[0035]時(shí)效處理為以下幾種之一:
[0036]T3狀態(tài):將預(yù)拉伸處理后的薄板室溫放置至少96h ；
[0037]T8Y狀態(tài):將T3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8Y狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為110°C~130°C /IOh~72h，室溫空冷；
[0038]T8狀態(tài):將T8Y狀態(tài)的薄板合進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175°C /6h~16h，室溫空冷；
[0039]或?qū)3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175°C /7~56h，室溫空冷。
[0040]表1為實(shí)施例1的工藝參數(shù)及性能列表
[0041]表1
【權(quán)利要求】
1.一種Al-Cu-L1-X系招鋰合金薄板的制備方法,所述薄板的厚度為0.8mm~8.0mm,所述Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金中的X是指含有金屬元素Mn、Zn、Zr、Mg、Ag中的一種或幾種，其特征在于:該方法的步驟為: ⑴熱軋，將均勻化處理后的扁錠開坯熱軋，熱軋溫度為380°C~500°C ； ⑵熱精軋，將熱軋后的板熱精軋，熱精軋溫度為280°C~380°C ； ⑶對(duì)熱精軋后的板進(jìn)行高溫退火處理，退火溫度421 °C~490°C，保溫時(shí)間0.5~4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ； ⑷對(duì)高溫退火處理后的板進(jìn)行帶式冷軋至薄板，冷軋道次變形量不超過(guò)20%，在帶式冷軋過(guò)程中進(jìn)行中間高溫退火處理，兩次中間高溫退火處理之間的冷軋總變形量不超過(guò)50% ； 高溫中間退火處理的退火溫度為421°C~480°C，保溫時(shí)間0.5~4.0h,隨爐冷卻至200°C左右取出空冷，隨爐冷卻速度小于28°C /h ； (5)冷軋后的薄板經(jīng)過(guò)固溶、預(yù)拉伸、校形及時(shí)效處理后得到不同狀態(tài)的薄板，其中: 預(yù)拉伸永久變形量為2.0%~6.0% ； 時(shí)效處理為以下幾種之一: T3狀態(tài):將預(yù)拉伸處理后的薄板室溫放置至少96h ； T8Y狀態(tài):將T3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8Y狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為110°C~130°C /IOh~72h，室溫空冷； T8狀態(tài):將T8Y狀態(tài)的薄板合進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175°C /6h~16h，室溫空冷； 或?qū)3狀態(tài)的薄板進(jìn)行人工時(shí)效得到T8狀態(tài)，該時(shí)效加熱溫度及保溫時(shí)間為135°C~175℃ /7~56h，室溫空冷。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK103540876SQ201310460258
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】馮朝輝, 李國(guó)愛, 陸政, 何維維, 張坤 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院