一種2系鋁合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種2系鋁合金。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是一種以鋁為基的合金，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅和錳。鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料。目前，鋁合金是鋁合金型材中較為主要的一種，其生產(chǎn)方法是通過鋁合金或者直接冷鑄成錠塊，或者連續(xù)澆鑄成厚帶材，接著熱軋成預(yù)定厚度，再用一道單獨(dú)的工序?qū)Р睦滠堉磷罱K厚度后，進(jìn)行熱處理工藝，以提高鋁合金的力學(xué)性能，耐腐蝕性能，并改善其加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。
[0003]鋁合金的熱處理工藝可分為退火處理、固溶處理、時(shí)效處理和冷熱循環(huán)處理。退火過程中固溶體發(fā)生分解，第二相質(zhì)點(diǎn)發(fā)生聚集，可以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定鑄件尺寸，減少變形，增大鑄件的塑性。固溶熱處理指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使得在熱軋和冷軋過程中，從母體合金中沉淀出來的所有可溶性合金成分溶解成固溶體，快速冷卻以得到過飽和固溶體的熱處理工藝，可提高合金的強(qiáng)度和塑性，改善合金的耐腐蝕性能。時(shí)效處理進(jìn)行著過飽和固溶體分解的自發(fā)過程，從而使合金基體的點(diǎn)陣恢復(fù)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)。冷熱循環(huán)處理可引起固溶體點(diǎn)陣收縮和膨脹，使各相的晶格發(fā)生了少許位移，使第二相質(zhì)點(diǎn)處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，從而提高合金尺寸的穩(wěn)定性，適于精密零件的制造。
[0004]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋁合金在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用，尤其是近些年，伴隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，航空物流快速發(fā)展，而航空業(yè)帶動(dòng)航天制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，基于國(guó)內(nèi)、國(guó)際飛機(jī)市場(chǎng)需求，作為飛機(jī)制造業(yè)的主要材料之一的鋁合金，下游廠家對(duì)其需求量和質(zhì)量要求一直在逐步提升。飛機(jī)用鋁合金板要求采用密度小、強(qiáng)度高、加工性能好鋁合金材料。在眾多鋁合金的牌號(hào)中，飛機(jī)用鋁合金大多為2XXX合金，但由于國(guó)外技術(shù)保密、國(guó)內(nèi)飛機(jī)用鋁合金產(chǎn)品研宄缺乏系統(tǒng)性造成差距，國(guó)內(nèi)制造的2xxx系鋁合金的性能、品種規(guī)格、生產(chǎn)水平尚不能完全滿足機(jī)體材料使用要求，其力學(xué)性能還有待進(jìn)一步的提高，需要在傳統(tǒng)2xxx系合金基礎(chǔ)上研宄出能夠滿足機(jī)身使用的新型合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種2系鋁合金，尤其是一種適用于2XXX系航空用鋁合金，本方法提供的2系鋁合金具有較好的力學(xué)性能和抗疲勞性能。
[0006]本發(fā)明提供了一種2系鋁合金，其特征在于，包括:
[0007]0.06￥七％的卩6;
[0008]0.12界七％的51;
[0009]1.2 ?1.;
[0010]4.0 ?4.5wt % 的 Cu ;
[0011 ] 0.45 ?0.7wt % 的 Mn ;
[0012]余量的鋁。
[0013]優(yōu)選的，所述2系鋁合金的組成為:
[0014]0.06￥七％的卩6;
[0015]0.12界七％的51;
[0016]1.3 ?1.5界七％的]\% ;
[0017]4.1 ?4.4界七％的 Cu ;
[0018]0.55 ?0.6界1:%的 Mn ；
[0019]余量的鋁。
[0020]優(yōu)選的，所述2系鋁合金由以下方法進(jìn)行制備，
[0021]A)將鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化熱處理，再冷卻后，得到均勻化熱處理的鋁合金鑄錠;
[0022]B)將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠軋制后，進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到2系鋁合金。
[0023]優(yōu)選的，所述均勻化熱處理的溫度為450°C?520°C。
[0024]優(yōu)選的，所述均勻化熱處理的時(shí)間為15?20小時(shí)。
[0025]優(yōu)選的，所述固溶淬火的溫度為490°C?510°C。
[0026]優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的速度為2?20米/分鐘。
[0027]優(yōu)選的，所述固溶的時(shí)間為30s?300s。
[0028]優(yōu)選的，所述軋制包括熱軋和/或冷軋。
[0029]本發(fā)明提供的2系鋁合金，包括:0.06?丨％的？6 ；0.12?丨％的Si ；1.2?1.6wt%的Mg ；4.0?4.5被％的Cu ；0.45?0.7被％的Mn以及余量的鋁。本發(fā)明將鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化熱處理，再冷卻后，得到均勻化熱處理的鋁合金鑄錠；然后將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠軋制后，進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到2系鋁合金。與現(xiàn)有技術(shù)2系鋁合金相比，本發(fā)明通過對(duì)鋁合金成分的優(yōu)化，結(jié)合對(duì)鑄錠均勻化熱處理的溫度和冷卻方式的配合以及淬火方式，使合金的內(nèi)部組織得到改善，消除鋁合金鑄錠組織及成分不均勻的現(xiàn)象，提高合金的力學(xué)性能。本發(fā)明提供的2系鋁合金，尤其適用于2XXX系航空用鋁合金，本方法提供的2系鋁合金具有較低的裂紋擴(kuò)展速率以及較好的疲勞性能和力學(xué)性能該方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鋁合金抗拉強(qiáng)度大于等于458MPa。屈服強(qiáng)度大于等于350MPa，延伸率大于 23.5% ;當(dāng) ΔΚ = 33MPa，R = 0.1，f = 2 ?1Hz 時(shí)，da/dN 彡 3.05X 10-3mm/cycle。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]本發(fā)明所有原料，對(duì)其來源沒有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0032]本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0033]本發(fā)明提供了一種2系鋁合金，其特征在于，包括:0.06被％的Fe ；0.12被％的Si ; 1.2?1.6界七％的Mg ；4.0?4.5界七％的Cu ；0.45?0.以及余量的鋁。
[0034]所述2系鋁合金的組成優(yōu)選為0.06?七％的Fe ；0.12?七％的Si ;L 3?L 5?七％的Mg ；4.1?4.4wt %的Cu ；0.5?0.65wt %的Mn以及余量的銷；更優(yōu)選為0.06wt%的Fe ；0.12界七％的Si ;1.35?1.45界七％的]\% ；4.2?4.3界七％的Cu ；0.55?0.以及余量的鋁。
[0035]本發(fā)明對(duì)所述鋁合金的制備方法沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用以下具體方法制備，
[0036]首先將鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化熱處理，再冷卻后，得到均勻化熱處理的鋁合金鑄錠;
[0037]然后將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠軋制后，進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到2系鋁
I=IO
[0038]本發(fā)明所有原料，對(duì)其來源沒有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0039]本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0040]本發(fā)明首先將鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化熱處理，再冷卻后，得到均勻化熱處理的鋁合金鑄錠；所述均勻化熱處理的溫度優(yōu)選為450°C?520°C，更優(yōu)選為480°C?500°C ;所述均勻化熱處理的時(shí)間優(yōu)選為15?20小時(shí)，更優(yōu)選為17?18小時(shí)；本發(fā)明對(duì)所述鋁合金鑄錠沒有其他特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備2系鋁合金的鑄錠即可，本發(fā)明優(yōu)選采用成分滿足本發(fā)明所述2系鋁合金成分要求的鋁合金鑄錠；本發(fā)明對(duì)所述均勻化處理的方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化處理方式即可；本發(fā)明所述均勻化處理的設(shè)備沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化處理設(shè)備即可；本發(fā)明對(duì)所述冷卻的方式?jīng)]