一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，該方法適用于現(xiàn)有的Al-Mg-Li-X系以及Al-Cu-Li-X系鋁鋰合金。將均勻化處理后的鋁鋰合金扁錠銑面處理后與同樣經(jīng)過銑面處理的純鋁板疊放在一起，然后采取焊接方法沿鋁鋰合金扁錠與純鋁板疊放邊部進(jìn)行穿透環(huán)焊，并在環(huán)焊縫相交處保留5～10mm左右的開口。在開口處安置抽真空設(shè)施進(jìn)行抽真空處理，待真空穩(wěn)定后，將開口焊合，實現(xiàn)純鋁板與扁錠的密閉，然后放入空氣爐內(nèi)加熱到300～500℃，待坯料熱透后進(jìn)行開坯熱軋焊合，隨后切除熱軋后未焊合的飛邊。將切邊處理后的復(fù)合坯料重新放入空氣爐內(nèi)加熱，按照正常軋制工藝制備成包鋁薄板。本發(fā)明技術(shù)方案消除了鋁鋰合金表面氧化層的影響，合金與純鋁層結(jié)合緊密，有效改善合金的加工工藝性能與耐蝕性能。
【專利說明】一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，屬于金屬的熱加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁鋰合金具有高比強度、高比剛度、優(yōu)良的耐損傷性能等特點，其薄板非常適用于飛機蒙皮材料。目前，我國正在和即將應(yīng)用的鋁鋰合金薄板主要為Al-Mg-Li系以及Al-Cu-L1-X系兩類，其中前者具有良好的焊接性能和耐蝕性能，但加工性能較差，薄板軋制時具有較強的開裂傾向，導(dǎo)致板材的成品率不高；而后者具有較高的強度和優(yōu)良的耐損傷性能，但在T3狀態(tài)使用時具有較為顯著的晶間腐蝕傾向。上述兩種問題的存在，限制了鋁鋰合金薄板的推廣應(yīng)用。
[0003]通過表面包鋁的方式在薄板表面附加0.1?0.2_厚的包鋁層可以有效的抑制薄板的軋制開裂傾向，包鋁層厚度為20?80 μ m時可以在不影響合金性能的情況下有效提高板材的耐腐蝕性能。然而由于鋁鋰合金中Li元素在加熱時非常容易氧化，并在表層形成疏松且較厚的脫鋰層，傳統(tǒng)的表面包鋁方法受到氧化膜的影響無法在合金表面形成緊密結(jié)合的純鋁層，導(dǎo)致包鋁工藝無法實施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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)計提供了一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，其目的是消除鋁鋰合金表面氧化層的影響，合金與純鋁層結(jié)合緊密，提高了包鋁層厚度的精度，有效改善合金的加工工藝性能與耐蝕性能。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0006]該種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，所述鋁鋰合金是Al-Mg-L1-X系以及Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金，其特征在于:該方法的步驟是:
[0007]⑴扁錠銑面處理:將均勻化處理后的鋁鋰合金扁錠以及包鋁用的純鋁板進(jìn)行高速銑面處理，銑面時去除表面氧化層并得到光亮表面；
[0008]⑵焊接:將銑面后的純鋁板與鋁鋰合金扁錠疊放在一起，通過激光或攪拌摩擦焊接將兩者沿邊緣焊接在一起，但在邊緣上保留5?IOmm的開口 ；
[0009]⑶抽真空處理:在上述開口處安裝抽真空裝置，對純鋁板與鋁鋰合金扁錠之間的空隙抽真空至0.01?0.1Pa，檢查無漏氣點后，將該開口焊接封死，使純鋁板與鋁鋰合金扁錠沿邊緣形成閉環(huán)；
[0010]⑷熱軋焊合:將步驟⑶焊接好的扁錠放入加熱爐內(nèi)加熱到300?500°C，待扁錠熱透后送入軋機進(jìn)行2?3道次的熱軋焊合處理，軋制道次壓下量控制在2?5mm，將熱軋焊接后的坯料進(jìn)行切邊處理，去除軋制時邊部未結(jié)合的飛邊；
[0011](5)重新加熱軋制:將步驟⑷切邊處理后的坯料重新放入加熱爐中加熱到420°C?470°C進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，?jīng)過熱粗軋及熱精軋至規(guī)定厚度后成卷，獲得帶有包鋁層的鋁鋰合金板。包鋁層的厚度為0.1?0.2mm。[0012]本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是:
[0013]1、采取該方法可以對傳統(tǒng)制備工藝中無法包鋁的Al-Mg-L1-X系以及Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金進(jìn)行包鋁處理，從而改善前者的加工性能與后者的耐蝕性能；
[0014]2、相對其他的改善鋁鋰合金加工性能與耐蝕性能的方法，本發(fā)明的表面包鋁方法具有操作工藝簡便，便于大工業(yè)化生產(chǎn)實施，利于生產(chǎn)控制等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述:
[0016]該種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法適用的鋁鋰合金是Al-Mg-L1-X系以及Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金，合金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≤0.05%,總量≤0.15%,余量為Al。該方法的步驟是:
[0017]⑴扁錠銑面處理:將均勻化處理后的鋁鋰合金扁錠以及包鋁用的純鋁板進(jìn)行高速銑面處理，銑面時去除表面氧化層并得到光亮表面；
[0018]⑵焊接:將銑面后的純鋁板與鋁鋰合金扁錠的兩面疊放在一起，通過激光或攪拌摩擦焊接將兩者沿邊緣焊接在一起，但在邊緣上保留5~IOmm的開口 ；
[0019]⑶抽真空處理:在上述開口處安裝抽真空裝置，對純鋁板與鋁鋰合金扁錠之間的空隙抽真空至0.01~0.1Pa并保持穩(wěn)定后，檢查無漏氣點，將該開口焊接封死，使純鋁板與鋁鋰合金扁錠沿邊緣形成閉環(huán)；
[0020]⑷熱軋焊合:將步驟⑶焊接好的扁錠放入加熱爐內(nèi)加熱到300~500°C，待扁錠熱透后送入軋機進(jìn)行2~3道次的熱軋焊合處理，軋制道次壓下量控制在2~5mm，將熱軋焊接后的坯料進(jìn)行切邊處理，去除軋制時邊部未結(jié)合的飛邊；
[0021](5)重新加熱軋制:將步驟⑷切邊處理后的坯料重新放入加熱爐中加熱到420°C~470°C進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚?jīng)過熱粗軋及熱精軋至規(guī)定厚度后成卷，獲得帶有包鋁層的鋁鋰合金板。包鋁層的厚度為0.1~0.2mm。
[0022]采用上述方法分別制備了帶有包鋁層的厚度為2.0mm,3.0mm的5A90鋁鋰板以及2A97鋁鋰合金薄板。其中5A90鋁鋰合金薄板包鋁層厚度與成品率以及固溶+人工時效處理后的拉伸性能(L向)之間的關(guān)系如表1所示；帶有包鋁層的2A97鋁鋰合金薄板經(jīng)過固溶+自然時效處理后測試其拉伸性能與腐蝕性能，結(jié)果如表2所示。
[0023]表1
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，所述鋁鋰合金是Al-Mg-L1-X系以及Al-Cu-L1-X系鋁鋰合金，其特征在于:該方法的步驟是: ⑴扁錠銑面處理:將均勻化處理后的鋁鋰合金扁錠以及包鋁用的純鋁板進(jìn)行高速銑面處理，銑面時去除表面氧化層并得到光亮表面； ⑵焊接:將銑面后的純鋁板與鋁鋰合金扁錠疊放在一起，通過激光或攪拌摩擦焊接將兩者沿邊緣焊接在一起，但在邊緣上保留5?IOmm的開口 ； ⑶抽真空處理:在上述開口處安裝抽真空裝置，對純鋁板與鋁鋰合金扁錠之間的空隙抽真空至0.01?0.1Pa，檢查無漏氣點后，將該開口焊接封死，使純鋁板與鋁鋰合金扁錠沿邊緣形成閉環(huán)； ⑷熱軋焊合:將步驟⑶焊接好的扁錠放入加熱爐內(nèi)加熱到300?500°C，待扁錠熱透后送入軋機進(jìn)行2?3道次的熱軋焊合處理，軋制道次壓下量控制在2?5mm，將熱軋焊接后的坯料進(jìn)行切邊處理，去除軋制時邊部未結(jié)合的飛邊； (5)重新加熱軋制:將步驟⑷切邊處理后的坯料重新放入加熱爐中加熱到420°C?470°C進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，?jīng)過熱粗軋及熱精軋至規(guī)定厚度后成卷，獲得帶有包鋁層的鋁鋰合金板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鋰合金板表面包鋁的制備方法，其特征在于:包鋁層的厚度為0.1?0.2謹(jǐn)。
【文檔編號】B23P17/00GK103537881SQ201310460296
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李國愛, 馮朝輝, 陸政, 張坤, 陳高紅 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院