[go: up one dir, main page]

CN116426801B - 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法 - Google Patents

螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116426801B
CN116426801B CN202310279197.6A CN202310279197A CN116426801B CN 116426801 B CN116426801 B CN 116426801B CN 202310279197 A CN202310279197 A CN 202310279197A CN 116426801 B CN116426801 B CN 116426801B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
temperature
alloy bar
bar
cold drawing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310279197.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116426801A (zh
Inventor
高冠军
李锡武
熊柏青
张永安
李志辉
温凯
李亚楠
闫丽珍
闫宏伟
刘红伟
石国辉
于明洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd filed Critical GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN202310279197.6A priority Critical patent/CN116426801B/zh
Publication of CN116426801A publication Critical patent/CN116426801A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116426801B publication Critical patent/CN116426801B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of rods or wire
    • B21C37/045Manufacture of wire or rods with particular section or properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003Aluminium alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0075Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明提出高品质螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其包括,一、配料;二、铸造;步骤三、均匀化以及淬火处理;步骤四、热粗轧;步骤五、热精轧;步骤六、多道中间退火以及冷拉拔、步骤七、固溶处理;步骤八、过时效处理。该方法解决现有工艺制备螺母类紧固件用铝合金棒材在满足其力学性能指标的前提下,合金棒材的电导率无法满足指标要求,并且常出现收口开裂而导致工件合格率下降的问题。本发明制备的高品质铝锌镁铜合金棒材固溶时效态显微组织均匀细小,未见粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为499MPa,屈服强度为430MPa,断后伸长率为12%,电导率为40.2%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口未见裂纹形成。

Description

螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金技术领域,具体涉及一种螺母类紧固件用高性能铝锌镁铜合金棒材的制备方法。
背景技术
螺母类紧固件是配合螺栓用于螺纹紧固连接的一种紧固件,要求其原材料具备合理的强塑性匹配以及组织均匀性,常用在振动水平较高的部位。其中,铝合金螺母类紧固件比重小、加工性能好、抗腐蚀性能优良等特点,广泛应用于航空航天、交通运输等领域。目前,在新型飞机制造上使用的一种螺母类紧固件,要求制备该种紧固件所使用的T73态铝合金棒材抗拉强度高于465MPa,屈服强度高于380MPa,断后伸长率大于10%。当电导率大于39.0%IACS时,还需满足前述力学性能要求;而当电导率为38.0%IACS~39.0%IACS、抗拉强度满足前述力学性能要求时,屈服强度不超过470MPa。利用现有工艺制备螺母类紧固件用铝合金棒材时,在满足其力学性能指标的前提下,合金棒材电导率无法满足指标要求,且常出现收口开裂而导致工件合格率下降。因此,亟需开发一种铝锌镁铜合金棒材的制备方法,以满足高品质螺母类紧固件材料的指标要求,提升产品性能稳定性。
发明内容
针对现有工艺制备高品质螺母类紧固件铝合金棒材无法满足指标要求,且常出现收口开裂的问题,而提供一种铝锌镁铜合金棒材原料的制备方法。
本发明提供的一种螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材,其中合金成分质量配比范围分别为:5.2%~6.1%Zn、2.3%~2.9%Mg、1.2%~1.8%Cu、0.18%~0.28%Cr、0.02%~0.15%Ti、Si≤0.25%、Fe≤0.40%、Mn≤0.25%,其余为Al。
本发明还提供上述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,具体包括:
步骤一,按上述铝锌镁铜合金质量百分比分别称取铝锭、纯镁锭、纯锌锭、电解铜、Al-50Cu中间合金以及晶粒细化剂铝钛硼或铝钛碳进行配料;
步骤二,将步骤一的原料加入熔炼炉中,控制熔炼温度为710℃~760℃,加热时间2.0h~6.0h,使用氩气进行不少于10分钟的精炼,并在铸造温度为720℃~734℃、铸造速度为60mm/min~90mm/min、铸造水压0.04MPa~0.07MPa、冷却水温为10℃~60℃的条件下进行铸造,获得直径为160mm~190mm铝合金铸棒;
步骤三,将步骤二制得的铸棒切断至长度为1000mm~2000mm,车去表面氧化皮后进行450℃~470℃/20.0h~25.0h第一级以及470℃~485℃/10.0h~20.0h第二级均匀化处理,并使用10℃~60℃冷却水进行淬火处理;
步骤四,将经步骤三处理的铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为140mm~150mm的铝合金铸棒。将铸棒进行370℃~420℃/1.0h~4.0h预热处理,并以预热温度作为开轧温度进行热粗轧。采用2~4组平辊和6~8组三辊Y型轧辊,并以乳化液作为轧制润滑剂和冷却剂,将铸棒轧制成直径为60mm~100mm的尺寸。热粗轧完成后使用10℃~60℃冷却水冷却;
步骤五,将经步骤四获得的热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至440℃~500℃时进行热精轧。采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为35.0mm~70.0mm铝合金棒材;
步骤六,将步骤五获得的热轧铝合金棒材根据其供货态规格进行多道中间退火和冷拉拔。其中中间退火是在370℃~430℃温度下保温1.0h~4.0h,随炉冷却至230℃~260℃以下出炉,空冷至室温。冷拉拔分为中间过程冷拉拔和最后一道次冷拉拔,其中,中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在30%以上;最后一道次冷拉拔横截面压缩率在15%~30%之间;
步骤七,将步骤六冷拉拔获得的铝合金棒材进行固溶处理,固溶处理温度为460℃~475℃,时间为1.0h~2.0h,淬火介质为10℃~60℃水;
步骤八,将步骤七获得的固溶处理后棒材转移至时效炉中,进行90℃~120℃/6.0h~12.0h以及160℃~190℃/8.0h~14.0h的双级时效处理。
其中,所述步骤三所述铸棒进行(460±5)℃/22.0h~25.0h以及(475±5)℃/15.0h~17.0h双级均匀化处理,并直接使用20℃~40℃冷却水进行淬火处理。
其中,所述步骤四所述均火后铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为145mm的铝合金铸棒,进行380℃/2h预热处理,以预热温度作为开轧温度将棒材热粗轧成直径为70mm~90mm的尺寸,并使用20℃~40℃冷却水冷却。
其中,所述步骤五所述热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至460℃~480℃时进行热精轧,采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为38.0mm~55.0mm铝合金棒。
其中,所述步骤六所述热精轧后铝合金棒材进行多道中间退火和冷拉拔,中间退火是在400℃~410℃温度下保温2.0h,随炉冷却至230℃~250℃以下出炉,并空冷至室温。中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在40%以上,最后一道次冷拉拔横截面压缩率为25%~30%之间。获得直径范围为8.0mm~19.0mm的铝合金棒材。
其中,所述步骤七所述冷拉拔铝合金棒材固溶处理的度为465℃~470℃,时间为1.0h~1.5h,淬火介质为20℃~40℃冷却水。
其中,所述步骤八所述固溶处理后的合金棒材转移至时效炉中,进行100℃~115℃/8.0h~10.0h以及170℃~185℃/9.0h~12.5h的双级时效处理。
本发明的有益效果
本发明提供的制备方法方法解决现有工艺制备螺母类紧固件用铝合金棒材在满足其力学性能指标的前提下,合金棒材的电导率无法满足指标要求,并且常出现收口开裂而导致工件合格率下降的问题。本发明制备的高品质铝锌镁铜合金棒材固溶时效态显微组织均匀细小,未见粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为499MPa,屈服强度为430MPa,断后伸长率为12%,电导率为40.2%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口未见裂纹形成,满足航空航天产品的应用要求。本发明可用于航空航天、交通运输等领域用铝合金螺母类紧固件的加工制备。
附图说明
图1实施例1所制备的高品质铝锌镁铜合金棒材固溶时效后横截面显微组织。
实施方式
本发明采用多元合金化成分配比,以针对性设计的小规格铸棒为坯料,综合利用铸棒直淬、热连轧等技术,创新性地对均匀化处理后棒材直接淬火冷却,极大提高过冷度,抑制粗大相析出;采用热粗轧和热精轧相结合的热变形方式,使合金棒材芯部与表面热变形组织更均匀,形变更充分,固溶时效后显微组织均匀细小,显著改善成品态工件收口开裂情况。再加上中间退火和冷拉拔工艺的优化匹配,最终实现高性能铝锌镁铜合金棒材的制备。
本发明提供的高品质螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材所涉及的合金成分质量配比范围分别为:5.2%~6.1%Zn、2.3%~2.9%Mg、1.2%~1.8%Cu、0.18%~0.28%Cr、0.02%~0.15%Ti、Si≤0.25%、Fe≤0.40%、Mn≤0.25%,其余为Al。
进一步优选,铝锌镁铜合金棒材成分质量配比分别为:5.6%~6.0%Zn、2.5%~2.9%Mg、1.2%~1.6%Cu、0.18%~0.22%Cr、0.02%~0.04%Ti、Si≤0.10%、Fe≤0.20%、Mn≤0.10%,其余为Al。
该高品质铝锌镁铜合金棒材的制备方法,包括:
步骤一,配料,
按上述铝锌镁铜合金质量百分比分别称取铝锭、纯镁锭、纯锌锭、电解铜、Al-50Cu中间合金以及晶粒细化剂铝钛硼或铝钛碳进行配料。
步骤二,铸造,
将步骤一的原料加入熔炼炉中,控制熔炼温度为710℃~760℃,加热时间2.0h~6.0h,使用氩气进行不少于10分钟的精炼,并在铸造温度为720℃~734℃、铸造速度为60mm/min~90mm/min、铸造水压0.04MPa~0.07MPa、冷却水温为10℃~60℃的条件下进行铸造,获得直径为160mm~190mm铝合金铸棒。
步骤三,均匀化以及淬火处理,
将步骤二制得的铸棒切断至长度为1000mm~2000mm,车去表面氧化皮后进行450℃~470℃/20.0h~25.0h以及470℃~485℃/10.0h~20.0h双级均匀化处理,并使用10℃~60℃冷却水进行淬火处理。
进一步优选,步骤三中所述铸棒进行(460±5)℃/22.0h~25.0h以及(475±5)℃/15.0h~17.0h双级均匀化处理,并直接使用20℃~40℃冷却水进行淬火处理。
步骤四,热粗轧,
将经步骤三处理的铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为140mm~150mm的铝合金铸棒。将铸棒进行370℃~420℃/1.0h~4.0h预热处理,并以预热温度作为开轧温度进行热粗轧。采用2~4组平辊和6~8组三辊Y型轧辊,并以乳化液作为轧制润滑剂和冷却剂,将铸棒轧制成直径为60mm~100mm的尺寸。热粗轧完成后使用10℃~60℃冷却水冷却。
进一步优选,步骤四所述均火后铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为145mm的铝合金铸棒,进行380℃/2h预热处理,以预热温度作为开轧温度将棒材热粗轧成直径为70mm~90mm的尺寸,并使用20℃~40℃冷却水冷却。
步骤五,热精轧,
将经步骤四获得的热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至440℃~500℃时进行热精轧。采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为35.0mm~70.0mm铝合金棒材。
进一步优选,步骤五所述热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至460℃~480℃时进行热精轧,采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为38.0mm~55.0mm铝合金棒。
步骤六,多道中间退火以及冷拉拔,
将步骤五获得的热轧铝合金棒材根据其供货态规格进行多道中间退火和冷拉拔。其中中间退火是在370℃~430℃温度下保温1.0h~4.0h,随炉冷却至230℃~260℃以下出炉,空冷至室温。冷拉拔分为中间过程冷拉拔和最后一道次冷拉拔,其中,中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在30%以上;最后一道次冷拉拔横截面压缩率在15%~30%之间。
进一步优选,步骤六所述热精轧后铝合金棒材进行多道中间退火和冷拉拔,中间退火是在400℃~410℃温度下保温2.0h,随炉冷却至230℃~250℃以下出炉,并空冷至室温。中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在40%以上,最后一道次冷拉拔横截面压缩率为25%~30%之间。获得直径范围为8.0mm~19.0mm的铝合金棒材。
步骤七,固溶处理,
将步骤六冷拉拔获得的铝合金棒材进行固溶处理,固溶处理温度为460℃~475℃,时间为1.0h~2.0h,淬火介质为10℃~60℃水。
进一步优选,步骤七所述冷拉拔铝合金棒材固溶处理的度为465℃~470℃,时间为1.0h~1.5h,淬火介质为20℃~40℃冷却水。
步骤八,过时效处理,
将步骤七获得的固溶处理后棒材转移至时效炉中,进行90℃~120℃/6.0h~9.0h以及160℃~190℃/8.0h~14.0h的双级时效处理。
进一步优选,步骤八所述固溶处理后的合金棒材转移至时效炉中,进行100℃~115℃/8.0h~10.0h以及170℃~185℃/9.0h~12.5h的双级时效处理。
以下采用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例
本实施例提供一种高品质铝锌镁铜合金棒材的制备方法,按以下步骤实现:一、按合金成分质量配比分别为:5.70%Zn、2.50%Mg、1.40%Cu、Cr≤0.2%、Ti≤0.03%、Si≤0.06%、Fe≤0.10%、Mn≤0.05%,其余为Al。按上述铝锌镁铜合金质量百分比分别称取铝锭、纯镁锭、纯锌锭、电解铜、Al-50Cu中间合金以及晶粒细化剂铝钛硼丝进行配料。二、将配料加入熔炼炉中,控制熔炼温度为720℃~740℃,熔炼加热时间4.0h,使用氩气进行10分钟的精炼,并在铸造温度为730℃、铸造速度为80mm/min、铸造水压0.05MPa、冷却水温为20℃~45℃的条件下进行铸造,获得直径为160mm铝合金铸棒。三、将铸棒车去表面氧化皮后进行(460±5)℃/22.0h~25.0h以及(475±5)℃/15.0h~17.0h双级均匀化处理,并直接使用20℃~40℃冷却水进行淬火处理。四、均火后铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为145mm的铝合金铸棒,进行380℃/2h预热处理,以预热温度作为开轧温度将棒材热粗轧成直径为70mm~90mm的尺寸,并使用20℃~40℃冷却水冷却。五、热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至460℃~480℃时进行热精轧。采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为38.0mm~55.0mm铝合金棒材。六、热精轧后铝合金棒材进行多道中间退火和冷拉拔,中间退火是在400℃~410℃温度下保温2.0h,随炉冷却至230℃~250℃以下出炉,空冷至室温。中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在40%以上,最后一道次冷拉拔横截面压缩率为25%~30%之间。获得直径范围为8.0mm~19.0mm的铝合金棒材。七、将冷拉拔获得的铝合金棒材进行465℃~470℃/1.0h~1.5h的固溶处理,淬火介质为20℃~40℃冷却水。八、将固溶处理后的棒材转移至时效炉中,进行110℃/8.0h以及180℃/10.0h的双级时效处理。
对所获得的铝合金棒材进行组织和性能测试,其固溶时效态显微组织均匀细小,未见粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为499MPa,屈服强度为430MPa,断后伸长率为12%,电导率为40.2%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口未见裂纹形成。
图1展示了该铝锌镁铜合金棒材固溶时效后横截面显微组织。
对比例1
本对比例与实施例1不同的是,在步骤二中,铸造直径为450mm的大规格铸锭,双级均匀化处理并经挤压变形,获得直径145mm的坯料。其他与实施例步骤相同。对所获得的铝合金棒材进行组织和性能测试,其固溶时效态显微组织均匀细小,形成粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为505MPa,屈服强度为443MPa,断后伸长率为10.5%,电导率为39.1%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口开裂率为6.9%。
对比例2
本对比例与实施例1不同的是,在步骤三中,铸棒经(460±5)℃/22.0h~25.0h以及(475±5)℃/15.0h~17.0h双级均匀化处理后,采用空冷的方式冷却至室温,其他与实施例步骤相同。对所获得的铝合金棒材进行组织和性能测试,其固溶时效态显微组织均匀细小,形成粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为502MPa,屈服强度为439MPa,断后伸长率为10.5%,电导率为39.7%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口开裂率为7.5%。
对比例3
本对比例与实施例1不同的是,采用挤压工艺将铸棒直接挤压成型,其他与实施例步骤相同。对所获得的铝合金棒材进行组织和性能测试,其固溶时效态棒材表面形成粗晶环,未见粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为504MPa,屈服强度为434MPa,断后伸长率为11.5%,电导率为36.9%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口开裂率为9.0%。
对比例4
本对比例与实施例1不同的是,采用挤压工艺并经一道次冷拉处理制备合金棒材,其他与实施例步骤相同。对所获得的铝合金棒材进行组织和性能测试,其中部分规格棒材固溶时效态棒材表面形成粗晶环,未见粗大第二相粒子;合金棒材抗拉强度为495MPa,屈服强度为427MPa,断后伸长率为12.5%,电导率为38.2%IACS;机加工螺母类紧固件试验(500个)收口开裂率为8.3%。
所有上述的首要实施这一知识产权,并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息,上述内容修改,以实现类似的执行情况。但是,所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材,其特征在于:合金成分质量配比范围分别为:5.7%~6.1%Zn、2.5%~2.9%Mg、1.4%~1.8%Cu、0.18%~0.28%Cr、0.02%~0.15%Ti、Si≤0.25%、Fe≤0.40%、Mn≤0.25%,其余为Al;
所述合金棒材的制备方法具体包括:
步骤一,按上述铝锌镁铜合金质量百分比分别称取铝锭、纯镁锭、纯锌锭、电解铜、Al-50Cu中间合金以及晶粒细化剂铝钛硼或铝钛碳进行配料;
步骤二,将步骤一的原料加入熔炼炉中,控制熔炼温度为710℃~760℃,加热时间2.0h~6.0h,使用氩气进行不少于10分钟的精炼,并在铸造温度为720℃~734℃、铸造速度为60mm/min~90mm/min、铸造水压0.04MPa~0.07MPa、冷却水温为10℃~60℃的条件下进行铸造,获得直径为160mm~190mm铝合金铸棒;
步骤三,将步骤二制得的铸棒切断至长度为1000mm~2000mm,车去表面氧化皮后进行450℃~470℃/20.0h~25.0h第一级以及470℃~485℃/10.0h~20.0h第二级均匀化处理,并使用10℃~60℃冷却水进行淬火处理;
步骤四,将经步骤三处理的铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为140mm~150mm的铝合金铸棒,将铸棒进行370℃~420℃/1.0h~4.0h预热处理,并以预热温度作为开轧温度进行热粗轧,采用2~4组平辊和6~8组三辊Y型轧辊,并以乳化液作为轧制润滑剂和冷却剂,将铸棒轧制成直径为60mm~100mm的尺寸,热粗轧完成后使用10℃~60℃冷却水冷却;
步骤五,将经步骤四获得的热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至440℃~500℃时进行热精轧,采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为35.0mm~70.0mm铝合金棒材;
步骤六,将步骤五获得的热轧铝合金棒材根据其供货态规格进行多道中间退火和冷拉拔,其中中间退火是在370℃~430℃温度下保温1.0h~4.0h,随炉冷却至230℃~260℃以下出炉,空冷至室温,冷拉拔分为中间过程冷拉拔和最后一道次冷拉拔,其中,中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在30%以上;最后一道次冷拉拔横截面压缩率在15%~30%之间;
步骤七,将步骤六冷拉拔获得的铝合金棒材进行固溶处理,固溶处理温度为460℃~475℃,时间为1.0h~2.0h,淬火介质为10℃~60℃水;
步骤八,将步骤七获得的固溶处理后棒材转移至时效炉中,进行90℃~120℃/6.0h~12.0h以及160℃~190℃/8.0h~14.0h的双级时效处理。
2.权利要求1所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于,包括:
步骤一,按上述铝锌镁铜合金质量百分比分别称取铝锭、纯镁锭、纯锌锭、电解铜、Al-50Cu中间合金以及晶粒细化剂铝钛硼或铝钛碳进行配料;
步骤二,将步骤一的原料加入熔炼炉中,控制熔炼温度为710℃~760℃,加热时间2.0h~6.0h,使用氩气进行不少于10分钟的精炼,并在铸造温度为720℃~734℃、铸造速度为60mm/min~90mm/min、铸造水压0.04MPa~0.07MPa、冷却水温为10℃~60℃的条件下进行铸造,获得直径为160mm~190mm铝合金铸棒;
步骤三,将步骤二制得的铸棒切断至长度为1000mm~2000mm,车去表面氧化皮后进行450℃~470℃/20.0h~25.0h第一级以及470℃~485℃/10.0h~20.0h第二级均匀化处理,并使用10℃~60℃冷却水进行淬火处理;
步骤四,将经步骤三处理的铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为140mm~150mm的铝合金铸棒,将铸棒进行370℃~420℃/1.0h~4.0h预热处理,并以预热温度作为开轧温度进行热粗轧,采用2~4组平辊和6~8组三辊Y型轧辊,并以乳化液作为轧制润滑剂和冷却剂,将铸棒轧制成直径为60mm~100mm的尺寸,热粗轧完成后使用10℃~60℃冷却水冷却;
步骤五,将经步骤四获得的热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至440℃~500℃时进行热精轧,采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为35.0mm~70.0mm铝合金棒材;
步骤六,将步骤五获得的热轧铝合金棒材根据其供货态规格进行多道中间退火和冷拉拔,其中中间退火是在370℃~430℃温度下保温1.0h~4.0h,随炉冷却至230℃~260℃以下出炉,空冷至室温,冷拉拔分为中间过程冷拉拔和最后一道次冷拉拔,其中,中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在30%以上;最后一道次冷拉拔横截面压缩率在15%~30%之间;
步骤七,将步骤六冷拉拔获得的铝合金棒材进行固溶处理,固溶处理温度为460℃~475℃,时间为1.0h~2.0h,淬火介质为10℃~60℃水;
步骤八,将步骤七获得的固溶处理后棒材转移至时效炉中,进行90℃~120℃/6.0h~12.0h以及160℃~190℃/8.0h~14.0h的双级时效处理。
3.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤三所述铸棒进行(460±5)℃/22.0h~25.0h以及(475±5)℃/15.0h~17.0h双级均匀化处理,并直接使用20℃~40℃冷却水进行淬火处理。
4.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤四铸棒再次车去表面氧化皮,得到直径为145mm的铝合金铸棒,进行380℃/2h预热处理,以预热温度作为开轧温度将棒材热粗轧成直径为70mm~90mm的尺寸,并使用20℃~40℃冷却水冷却。
5.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤五所述热粗轧铝棒进行感应加热,待温度升至460℃~480℃时进行热精轧,采用3~5组三辊Y型轧辊,将铝棒热精轧成直径为38.0mm~55.0mm铝合金棒。
6.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤六所述热精轧后铝合金棒材进行多道中间退火和冷拉拔,中间退火是在400℃~410℃温度下保温2.0h,随炉冷却至230℃~250℃以下出炉,并空冷至室温,中间过程冷拉拔棒材每道次横截面压缩率在40%以上,最后一道次冷拉拔横截面压缩率为25%~30%之间,获得直径范围为8.0mm~19.0mm的铝合金棒材。
7.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤七所述冷拉拔铝合金棒材固溶处理的温度为465℃~470℃,时间为1.0h~1.5h,淬火介质为20℃~40℃冷却水。
8.权利要求2所述铝锌镁铜合金棒材的制备方法,其特征在于:所述步骤八所述固溶处理后的合金棒材转移至时效炉中,进行100℃~115℃/8.0h~10.0h以及170℃~185℃/9.0h~12.5h的双级时效处理。
CN202310279197.6A 2023-03-22 2023-03-22 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法 Active CN116426801B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310279197.6A CN116426801B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310279197.6A CN116426801B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116426801A CN116426801A (zh) 2023-07-14
CN116426801B true CN116426801B (zh) 2024-08-13

Family

ID=87086431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310279197.6A Active CN116426801B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116426801B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117821866B (zh) * 2024-01-29 2025-10-17 昆明理工大学 一种提高铝锌镁铜合金耐腐蚀性能的方法
CN118002979A (zh) * 2024-04-08 2024-05-10 中铝材料应用研究院有限公司 电弧增材用铝合金焊丝、其制备方法及应用
CN118531270B (zh) * 2024-05-16 2025-01-21 东北轻合金有限责任公司 一种航空航天紧固件用超高强铝合金线材及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101693968A (zh) * 2003-04-10 2010-04-14 克里斯铝轧制品有限公司 一种铝-锌-镁-铜合金
CN113737069A (zh) * 2021-08-19 2021-12-03 中铝材料应用研究院有限公司 一种紧固件用7xxx系铝合金及其棒线材的加工方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102108463B (zh) * 2010-01-29 2012-09-05 北京有色金属研究总院 一种适合于结构件制造的铝合金制品及制备方法
CN104178711A (zh) * 2014-08-21 2014-12-03 东北轻合金有限责任公司 一种航天用铝合金板材的制造方法
CN109371269B (zh) * 2018-10-19 2020-04-07 东北大学 一种超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金线材的制备方法
CN114196895A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 东北轻合金有限责任公司 一种航空航天紧固件用高强铝合金冷拉棒材的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101693968A (zh) * 2003-04-10 2010-04-14 克里斯铝轧制品有限公司 一种铝-锌-镁-铜合金
CN113737069A (zh) * 2021-08-19 2021-12-03 中铝材料应用研究院有限公司 一种紧固件用7xxx系铝合金及其棒线材的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116426801A (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116426801B (zh) 螺母类紧固件用铝锌镁铜合金棒材及其制备方法
CN110923525B (zh) 一种高性能7系铝合金薄板的制备工艺
CN117305733B (zh) 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的制造方法及铝合金板材
CN115747535B (zh) 一种提升6016汽车冲压板包边性能的制造方法
CN102066596A (zh) 具有降低的淬火敏感性的Al-Zn-Mg合金产品
JPH111737A (ja) 耐食性に優れる高強度熱処理型7000系アルミニウム合金とその製造方法
CN108699641B (zh) Al-Mg-Si系合金材料、Al-Mg-Si系合金板和Al-Mg-Si系合金板的制造方法
CN109161828B (zh) 一种用于降低t5状态铝合金型材表面粗晶的加工工艺
US5098490A (en) Super position aluminum alloy can stock manufacturing process
CN113444944A (zh) 低成本高强高延展性稀土镁合金及其制备方法
CN106435380A (zh) 一种微合金化高铝高塑性钢板及其制备方法
CN110872664A (zh) Al-Mg-Si系合金板
CN107488823A (zh) 一种同时提高铝合金强度和延伸率的方法
CN110872665B (zh) Al-Mg-Si系合金板
CN113388764A (zh) 一种汽车防撞梁用高强7系铝合金及汽车防撞梁
TWI674324B (zh) 鋁錳合金之製造方法
CN112522552A (zh) 一种耐蚀的铝合金及其制备方法和应用
JP6774199B2 (ja) Al−Mg―Si系合金板の製造方法
JPH04341546A (ja) 高強度アルミニウム合金押出形材の製造方法
JP3838504B2 (ja) パネル成形用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN108699663A (zh) Al-Mg-Si系合金板的制造方法
CN116426802B (zh) 铆钉类紧固件用铝锌镁铜合金线材及其制备方法
CN113862538B (zh) 高强耐热镁合金薄板及其制备方法
JPS623228B2 (zh)
CN116815082A (zh) 提高Al-Zn-Mg合金挤压材抗疲劳裂纹扩展性方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant