一种7085铝合金大长宽板件的制备方法与流程

本发明涉及铝合金制备工艺的，尤其涉及一种7085铝合金大长宽板件的制备方法。

背景技术：

1、航空航天装备为了进一步实现减重目标，越来越多的采用大型一体化构件代替多个小构件拼接组装。因此，铝合金大型板件是必不可少的材料，同时对材料的组织均匀性和力学性能都提出了更高的要求。目前，铝合金大型板件制备越来越受到行业的重视，具有低淬火敏感性的7085铝合金也逐渐应用到航空航天装备大型构件产品。

2、7085铝合金适合用于大型构件，同时要求具有综合性能高、且整体性能均匀的要求。针对大长宽板件，现有方法常采用轧制和多向自由锻，但是仍受加工方法和装备能力的限制，大型构件往往存在整体晶粒度大、且不同位置的晶粒组织不均匀，导致性能存在很大差异，不能达到使用要求。具体而言，常规7085铝合金大型板件加工方式存在以下技术缺陷：由于板件厚度大，例如170～200mm厚度，采用450mm～550mm厚度的铸锭进行轧制，轧制总压下量仅为55.6％～69％，虽然晶粒相对均匀，但晶粒尺寸粗大，导致板件综合性能差；如果采用多向自由锻获得的大型长宽板件，由于金属硫变控制难度大，常常出现金属紊流，仅仅能够获得局部细小的晶粒，这导致晶粒组织和力学性能均匀性较差，不能满足使用要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种7085铝合金大长宽板件的制备方法。所述制备方法包括单向墩粗和两向拔长相结合的锻造变形方法，所述制备方法制备出的7085铝合金大长宽板件晶粒组织细小均匀，达到了良好的力学性能匹配，达到了大板件不同方向的性能合理匹配，满足使用要求。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供了一种7085铝合金大长宽板件的制备方法，包括对7085铝合金铸锭依次进行单向墩粗和两向拔长。

4、优选的，所述单向墩粗为在7085铝合金铸锭长度方向墩粗压下量为原长度的45％～50％。在本发明的一些具体实施例中，所述单向墩粗为在7085铝合金铸锭长度方向墩粗压下量为原长度的45％或50％。

5、优选的，所述两向拔长为先将单向墩粗后的7085铝合金铸锭沿厚度方向拔长，在长度方向压下至7085铝合金铸锭原长度的20％～25％，然后沿宽度方向拔长，在铸锭长度方向压下至7085铝合金铸锭原长度的12％～14％。

6、本发明优选的，所述7085铝合金大长宽板件的长度、宽度均大于2000mm，且长度和宽度与厚度之比均大于10。

7、本发明优选的，所述单向墩粗包含2～3道次墩粗，每道次墩粗的压下量为铸锭原长度的15％～25％，每道次墩粗的压下速度不大于5mm/s；

8、在本发明的一些具体实施例中，优选的，所述单向墩粗包含2道次墩粗，第一次墩粗在长度方向压下量为铸锭原长度的25％，墩粗压下速度5mm/s；第二次墩粗在长度方向压下量为铸锭原长度的20％，墩粗压下速度4mm/s。

9、优选的，所述所述单向墩粗包含3道次墩粗，第一次墩粗在长度方向压下量为铸锭原长度的15％，墩粗压下速度3mm/s；第二次墩粗在长度方向压下量为铸锭原长度的17％，墩粗压下速度4mm/s；第三次墩粗在长度方向压下量为铸锭原长度的18％，墩粗压下速度5mm/s。

10、本发明优选的，所述的厚度方向拔长包含7～9道次拔长，每道次拔长的压下量为厚度方向拔长压下总量的15％～25％。

11、优选的，所述的宽度方向拔长包含2～3道次拔长，每道次拔长的压下量为宽度方向拔长压下总量的25％～40％。

12、优选的，所述宽度方向拔长完成后，7085铝合金大长宽板件的温度不低于360℃。

13、本发明优选的，所述7085铝合金铸锭的厚度为450～550mm。

14、本发明优选的，所述7085铝合金铸锭在单向墩粗前还包括对7085铝合金铸锭进行加热。

15、优选的，所述加热的温度为380℃～420℃；更优选为390℃～410℃；进一步优选为400℃。

16、优选的，所述加热的保温时间不少于350min。

17、本发明优选的，所述单向墩粗和两向拔长后还包括热处理；

18、优选的，所述热处理的方式为固溶淬火和人工时效。

19、本发明优选的，所述固溶淬火的温度为470℃～480℃；更优选为475℃。优选的，所述固溶淬火的保温时间为3～6h；更优选为6h。

20、本发明优选的，所述人工时效为：将冷变形后的7085铝合金铝合金铸锭在115℃～123℃的温度下进行保温4～8h，再升温至155℃～160℃的温度进行保温10～16h；更优选的，将冷变形后的7085铝合金铸锭在120℃的温度进行保温6h，再升温至157℃的温度进行保温14h。

21、上述的单向墩粗为变形压下进行的单向(长度方向)墩粗，两向拔长为两向(厚度方向和宽度方向)多道次拔长。

22、本发明优选的，所述7085铝合金铸锭的厚度为450～550mm。

23、本发明优选的，所述7085铝合金大长宽板件的制备方法，具体包括以下步骤：

24、s1：采用厚度为450～550mm、宽度为1200～1400mm、长度为1200～1500mm的7085铝合金铸锭，将铸锭加热至380℃～420℃，保温时间不少于350分钟。

25、s2：将铸锭在长度方向上单向大变形压下墩粗，是将铸锭在长度方向墩粗压下量为原长度的45％～50％，包含2～3道次墩粗，每道次墩粗的压下量为铸锭原长度的15％～25％，每道次墩粗压下速度不大于5mm/s；

26、s3：将墩粗后的坯料从原铸锭厚度方向拔长，将铸锭原长度方向压下至铸锭原长度的20％～25％，包含7～9道次拔长，每道次拔长的压下量为厚度方向拔长压下总量的10％～20％，拔长进给量为120～150mm；

27、s4：将厚度方向拔长后的坯料进行宽度方向拔长，在铸锭原长度方向压下至铸锭原长度的12％～14％，包含2～3道次拔长，每道次拔长的压下量为宽度方向拔长压下总量的25％～40％，拔长进给量为100～120mm；

28、s5：锻造完成后立即测得大长宽板件的温度不低于360℃；

29、s6：对锻造获得的大长宽板件进行热处理，热处理方式为固溶淬火和人工时效；所述固溶淬火的温度为470～480℃，固溶保温时间为3～6h；

30、s7：对板件进行人工时效，时效温度为115℃～123℃，保温4～8h，再升温至155℃～160℃的温度进行保温10～16h，最终制备得到长度、宽度均大于2000mm，且长度和宽度与厚度之比均大于10的7085铝合金大长宽板件。

31、本发明还提供了一种航空航天装备结构用板件，由上述的7085铝合金大长宽板件的制备方法制备得到的7085铝合金大长宽板件加工后制备得到。

32、与现有技术相比，本发明提供的7085铝合金大长宽板件的制备方法包括对7085铝合金铸锭依次进行单向墩粗和两向拔长，所述单向墩粗为在7085铝合金铸锭长度方向墩粗压下量为原长度的45％～50％，所述两向拔长为先将单向墩粗后的7085铝合金铸锭沿厚度方向7～9道次拔长，在长度方向压下至7085铝合金铸锭原长度的20％～25％，然后沿宽度方向2～3道次拔长，在铸锭长度方向压下至7085铝合金铸锭原长度的12％～14％。所述制备方法通过调控锻造工艺中的墩粗和拔长的压下量、每道次变形量分配、压下速度等参数，将应变从铸锭中心分布传递到表层，实现应变均匀分布，最终得到表层到中心晶粒组织细小均匀、拉伸强度和断裂韧度等力学性能高于常规板材的7085铝合金大长宽板件，所述制备方法制备得到的7085铝合金大长宽板件的长度、宽度均大于2000mm，且长度和宽度与厚度之比均大于10，适用于加工制造航空航天装备大规格构件。