97] 如图2所示，采用热挤压变形加工。
[0098] 将直径0 290的圆形锭坯6切割下料成0 275X500mm的挤压坯10,加热到挤压温 度，保温时间为550min，送入到直径〇280mm的挤压筒9中，在挤压柱塞8的作用下挤压成 形直径扇型截面型材11;
[0099] 挤压参数：
[0100] 挤压比：9~15;
[0101] 挤压速度：1. 2 ~1. 5m/Min;
[0102] 挤压加热工艺：
[0103] 加热温度：360°C~400°C;
[0104] 加热保温时间：
[0105] 直径〇275的挤压坯加热保温时间按下述方法计算得到：
[0106]因挤压坯直径O为 275mm，〇 彡 100mm，保温时间t= 2X275(min)，为 550min;
[0107] 六、成品加工
[0108] 成品加工直接在挤压加工直径〇 136mml20°扇型截面型材11上切割加工获得；
[0109] 成品加工也可在热挤压变形加工半成品、成品上切割下料，再进行热成型加工。如 连杆、摆臂、转向节可以采用棒材、厚板材切割下料，通过加热、制坯、初锻、终锻成型等常规 压力加工方法获得终端产品。
[0110] 七、热处理
[0111] 如图3所示，短程热处理是低密度高强度铝合金结构材料制备中的另一个重要手 段，即固溶处理+人工或自然时效。将低密度高强度铝合金结构材料及制品，如扇型截面型 材11以及热成形终端产品放在热处理炉12中进行固溶处理；然后进行人工时效或自然时 效处理。
[0112] 测试用样品采用：
[0113] 1、低密度高强度铝合金结构材料喷射沉积态解剖，切取金相试样；
[0114] 2、直径〇136mml20°扇型截面型材挤压态解剖以及热处理后解剖，切取金相试 样；
[0115] 3、直径〇136mml20°扇型截面型材热处理后解剖，切取相分析试样；
[0116] 4、直径〇36mml20°扇型截面型材热处理后解剖，切取圆形标准06拉伸试样。
[0117] 下面通过具体实施例对本发明进行更为详细的说明：
[0118] 实施例1、实施例2以及实施例3的成分配方如表1所示。
[0119] 表1各实施例化学成分（wt%)
[0120]
[0121] 各实施例的力学性能特点如表2所示。
[0122] 表2各实施例力学性能特点
[0123]
【主权项】
1. 一种铝合金结构材料，其特征在于：该铝合金结构材料为Al-Mg-Si-Mn-Ti系合金， 原料中各元素的质量百分比为： Mg : 10. 5%~17. 4%，并含Be :0· 01%~0· 05%，以镁炉料为基准； Si :1· 0%~5. 0% ; Mn :0· 3%~0· 8% ; Ti :0. 15%~0. 25% ; Al及其他不可避免的杂质：余量。
2. -种铝合金结构材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 通过密度与强度预估计算方法设定铝合金结构材料的组分配比，选择纯铝炉料、 含BeO. Olwt%~0. 05wt%的纯镁炉料以及铝硅、铝锰、铝钛中间合金炉料作为原料，按元素 质量百分比：]\%:10.5%~17.4% ;51:1.0%~5.0%以11:0.3%~0.8%;11 :0.15%~ 0. 25% ;A1及其他不可避免的杂质：余量；进行称量配料； 2) 熔炼、除气与净化处理：将步骤1)称取的炉料在中频熔炼炉进行合金熔炼，熔炼时， 先加入纯铝炉料以及铝锰、铝硅以及铝钛中间合金炉料，熔化后升温到680°C~720°C用钟 罩或压瓢将经过预热温度120°C~150°C的含BeO. Olwt%~0. 05wt%的纯镁炉料压入铝熔 体中，镁全部熔化后升温到730°C~750°C，采用氩气精炼，通氩气后，净置15~20min，去除 铝合金熔体中氧化物和气体，控制铝合金熔体温度达到780°C~820°C进行浇注； 3) 喷射沉积：将步骤2)得到的铝合金熔体浇注到漏斗控制导流，进入喷射沉积雾化器 进行雾化沉积，在雾化气体作用下产生高度雾化的高速半固态溅射流，高速溅射沉积到接 收底盘上，通过接收底盘向下的移动速度与雾化器摆角的匹配，制备出不同直径的圆形锭 坯； 4) 接着进行挤压加工和成品加工； 5) 最后进行热处理即为成品。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的采用氩气精炼的氩 气压力为〇· 05~0· 07Pa，通氩气时间在5~lOmin，通氩气流量在0· 2~0· 3Nm3/min。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的浇注时的金属流量 为 6 ~8Kg/Min。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的喷射沉积的工艺 参数为：氮气流量：13~23Nm3/Min ;氮气压力：6· 5~8. 5atm ;雾化器扫描速度：20· 9~ 23. 3Hz ;接收底盘旋转速度：2. 45~3. 16r/s ;接收底盘移动速度：0. 57~0. 70mm/s ;喷射 沉积高度：670~730mm。
6. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的挤压加工是采用挤压 机进行热挤压变形加工，是将圆形锭坯切割下料成要求的挤压坯，加热到挤压温度，保温一 定时间，送入到挤压机中挤压成形管材、棒材、型材及扁板材成品或半成品，其中挤压工艺 为：挤压比9~15 ;挤压速度1. 2~I. 5m/Min ;挤压坯加热温度360°C~400°C。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述挤压加工中的保温时间为：当挤 压述直径Φ < 50mm时，保温时间τ = L 5Φη?η ;当挤压述直径Φ彡IOOmm时，保温时间 τ = 2Φη?η ;当挤压述直径Φ在50~IOOmm时,保温时间τ = L 5Φ + 0· 01 (Φ - 50) Φπι?η〇
8. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的成品加工是在挤压加 工后的半成品、成品上切割、加工获得；或者是挤压加工后的半成品、成品上切割下料，再进 行热成型加工。
9. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5)的热处理是在热处理 炉中进行的固溶处理及人工时效处理或自然时效处理，其中固溶处理的温度为4 O (TC~ 430°C，保温时间0· 5~2. 5h ;人工时效温度95°C~120°C，人工时效时间8~12h ;或自然 时效时间20~28h。
10. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述密度与强度预估计算方法是密 度P简化为 P =G/ Σ (Wi/ p ^ (1) 其中G为成分配方总量，为计算方便以100%计； Wi为成分配方中各组元加入重量百分数计； P i为成分配方中各组元的密度值； 强度Rm简化为： 1^=3510?/% X Wj + 100 ~300MPa (2 ) 其中Wj为Mg元素重量百分数。
【专利摘要】一种铝合金结构材料，其特征在于：该铝合金结构材料为Al-Mg-Si-Mn-Ti系合金，各元素的质量百分比为：Mg：10.5％～17.4％，并含Be：0.01%～0.05%，以镁炉料为基准；Si：1.0％～5.0％；Mn：0.3％～0.8％；Ti：0.15％～0.25％；Al及其它不可避免杂质：余量。制备时，将称量好的炉料放入中频熔炼炉进行合金熔炼、除气和净化处理，然后进行浇注、喷射沉积制得圆形锭坯；接着进行挤压加工、成品加工、热处理即为成品。本发明配方设计科学合理，采用喷射沉积技术制备低密度高强度铝合金冶金组织，制备工艺简单、流程短，制得的铝合金具有高强铝合金的力学性能特点、铝锂合金的低密度特点，可用于地面交通工具以及空间飞行器结构制品的制造。
【IPC分类】C22C1-06, C22C21-08, C22C1-03, C22F1-047
【公开号】CN104651684
【申请号】CN201310602704
【发明人】孙廷富, 薛跃军, 彭银江, 陈耘, 郭安振, 崔崇亮, 郭峰, 翟景, 张涛, 元涛
【申请人】中国兵器工业第五二研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月25日