一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法转让专利

申请号 : CN201210344222.6

文献号 : CN102839306B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 刘记伟罗建华张燕飞刚建伟高新宇李娟

申请人 : 东北轻合金有限责任公司

摘要 :

一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,本发明涉及一种焊丝线材的制备方法。本发明是要解决现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低的问题。方法:一、熔炼;二、铸造;三、均火;四、挤压;五、拉伸。本发明方法是通过在铝中添加Zn、Cr、Ti、Zr、V、Be、Mn微量元素,同时严格控制Mg、Si、Fe杂质元素的含量,而制备的一种航天用铝合金焊丝线材,并通过严格控制合金中各元素的百分比,双级过滤,除气除渣等措施,使铝合金的焊接性增强。本发明用于制备航天用铝合金焊丝线材。

权利要求 :

1.一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:一、熔炼:按Mg的质量分数为0.01%~0.014%、Cr的质量分数为0.008%~0.079%、Si的质量分数为0.01%~0.05%、Fe的质量分数为0.01%~0.11%、Cu的质量分数为6.1%~

6.4%、Zn的质量分数为0.01%~0.02%、Mn的质量分数为0.21%~0.34%、Ti的质量分数为0.11%~0.14%、Zr的质量分数为0.11%~0.14%、V的质量分数为0.06%~0.09%、Be的质量分数为0.0003%~0.0006%、余量为Al称取镁含量低于0.015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750℃~800℃条件下熔炼4h~

5h,得到铝合金熔液;

二、铸造:将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730℃~750℃、铸造速度为130mm/min~145mm/min、冷却水强度为0.07MPa~0.10MPa、冷却水温度为10℃~30℃的条件下铸造成直径为170mm~174mm的铸锭;

三、均火:将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mm~505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mm~164mm的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510℃~530℃,保温时间为24h~25h,得到铝合金铸锭;

四、挤压:将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320℃~450℃,保温

1h~2h,再放入挤压机中,在压力为624MPa~863MPa、温度为380℃~450℃条件下进行挤压,制得线材毛料;

五、拉伸:将步骤四制得的线材毛料在温度为360℃~420℃条件下保温1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为10mm~10.5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360℃~

420℃,保温时间为1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5.0mm~5.1mm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。

2.根据权利要求1所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤一中在温度为770~780℃条件下熔炼4.2h~4.8h。

3.根据权利要求2所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤二中铝合金溶液在温度为740℃~748℃、铸造速度为140mm/min~143mm/min、冷却水强度为

0.08MPa~0.09MPa、冷却水温度为15℃~25℃的条件下铸造成直径为173mm的铸锭。

4.根据权利要求3所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤三中的退火温度为515℃~525℃,保温时间为24h。

5.根据权利要求4所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤四中在电阻加热炉中加热至330℃~390℃,保温1.2h~1.8h。

6.根据权利要求5所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤四中在压力为640MPa~850MPa、温度为410℃~430℃条件下进行挤压。

7.根据权利要求6所述一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,其特征在于步骤五中线材毛料在温度为380℃~400℃条件下保温1.5h。

说明书 :

一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种焊丝线材的制备方法。

背景技术

[0002] 目前,我国航天用产品需要一种焊接性能好的焊丝线材;要求此种合金线材具有优良的焊接性能,但现有合金和工艺无法满足此种要求。
[0003] 现有航天用铝合金焊丝线材主要通过以下方法制备:制备铝合金溶液→铸造铸锭→铸锭均火→铸锭挤压→毛料退火→拉伸→成品交货,但现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低,无法满足用户使用要求。

发明内容

[0004] 本发明是要解决现有熔铸工艺及合金配比方法所生产焊丝线材焊接性能低的问题,而提供一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法。
[0005] 一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
[0006] 一、熔炼:按Mg的质量分数为0.0001%~0.015%、Cr的质量分数为0.007%~0.08%、Si的质量分数为0.0001%~0.06%、Fe的质量分数为0.0001%~0.12%、Cu的质量分数为6.0%~6.5%、Zn的质量分数为0.0001%~0.03%、Mn的质量分数为0.20%~0.35%、Ti的质量分数为0.10%~0.15%、Zr的质量分数为0.10%~0.15%、V的质量分数为0.05%~0.10%、Be的质量分数为0.0002%~0.0007%、余量为Al称取镁含量低于0.015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750℃~800℃条件下熔炼4h~5h,得到铝合金熔液;
[0007] 二、铸造:将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730℃~750℃、铸造速度为130mm/min~145mm/min、冷却水强度为0.07MPa~0.10MPa、冷却水温度为10℃~30℃的条件下铸造成直径为170mm~174mm的铸锭;
[0008] 三、均火:将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mm~505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mm~164mm的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510℃~530℃,保温时间为24h~25h,得到铝合金铸锭;
[0009] 四、挤压:将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320℃~450℃,保温1h~2h,再放入挤压机中,在压力为624MPa~863MPa、温度为380℃~450℃条件下进行挤压,制得线材毛料;
[0010] 五、拉伸:将步骤四制得的线材毛料在温度为360℃~420℃条件下保温1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为10mm~10.5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360℃~420℃,保温时间为1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5.0mm~5.1mm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。
[0011] 本发明的有益效果是:本发明方法是通过在铝中添加Zn、Cr、Ti、Zr、V、Be、Mn微量元素,同时严格控制Mg、Si、Fe杂质元素的含量,而制备的一种航天用铝合金焊丝线材,并通过严格控制合金中各元素的百分比,双级过滤,除气除渣等措施,使铝合金的焊接性增强。
[0012] 本发明用于制备航天用铝合金焊丝线材。

具体实施方式

[0013] 本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式,还包括各具体实施方式之间的任意组合。
[0014] 具体实施方式一:本实施方式一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
[0015] 一、熔炼:按Mg的质量分数为0.0001%~0.015%、Cr的质量分数为0.007%~0.08%、Si的质量分数为0.0001%~0.06%、Fe的质量分数为0.0001%~0.12%、Cu的质量分数为6.0%~6.5%、Zn的质量分数为0.0001%~0.03%、Mn的质量分数为0.20%~0.35%、Ti的质量分数为0.10%~0.15%、Zr的质量分数为0.10%~0.15%、V的质量分数为0.05%~0.10%、Be的质量分数为0.0002%~0.0007%、余量为Al称取镁含量低于0.015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为750℃~800℃条件下熔炼4h~5h,得到铝合金熔液;
[0016] 二、铸造:将步骤一得到的铝合金溶液在温度为730℃~750℃、铸造速度为130mm/min~145mm/min、冷却水强度为0.07MPa~0.10MPa、冷却水温度为10℃~30℃的条件下铸造成直径为170mm~174mm的铸锭;
[0017] 三、均火:将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为495mm~505mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为160mm~164mm的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为510℃~530℃,保温时间为24h~25h,得到铝合金铸锭;
[0018] 四、挤压:将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至320℃~450℃,保温1h~2h,再放入挤压机中,在压力为624MPa~863MPa、温度为380℃~450℃条件下进行挤压,制得线材毛料;
[0019] 五、拉伸:将步骤四制得的线材毛料在温度为360℃~420℃条件下保温1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为10mm~10.5mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为360℃~420℃,保温时间为1h~2h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次拉伸,拉伸至直径为5.0mm~5.1mm的线材,制得航天用铝合金焊丝线材。
[0020] 具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是,步骤一中按Mg的质量分数为0.01%~0.014%、Cr的质量分数为0.008%~0.079%、Si的质量分数为0.01%~0.05%、Fe的质量分数为0.01%~0.11%、Cu的质量分数为6.1%~6.4%、Zn的质量分数为0.01%~0.02%、Mn的质量分数为0.21%~0.34%、Ti的质量分数为0.11%~0.14%、Zr的质量分数为0.11%~0.14%、V的质量分数为0.06%~0.09%、Be的质量分数为0.0003%~0.0006%、余量为Al称取镁含量低于0.015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭。其它与具体实施方式一相同。
[0021] 具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是,步骤一中在温度为770℃~780℃条件下熔炼4.2h~4.8h。其它与具体实施方式一至二之一相同。
[0022] 具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是,步骤二中铝合金溶液在温度为740℃~748℃、铸造速度为140mm/min~143mm/min、冷却水强度为0.08MPa~0.09MPa、冷却水温度为15℃~25℃的条件下铸造成直径为173mm的铸锭。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
[0023] 具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是,步骤三中的退火温度为515℃~525℃,保温时间为24h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0024] 具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是,步骤四中在电阻加热炉中加热至330℃~390℃,保温1.2h~1.8h。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0025] 具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是,步骤四中在压力为640MPa~850MPa、温度为410℃~430℃条件下进行挤压。其它与具体实施方式一至六之一相同。
[0026] 具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是,步骤五中线材毛料在温度为380℃~400℃条件下保温1.5h。其它与具体实施方式一至七之一相同。
[0027] 采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0028] 实施例一:
[0029] 本实施例一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
[0030] 一、熔炼:按Mg的质量分数为0.01%、Cr的质量分数为0.042%、Si的质量分数为0.06%、Fe的质量分数为0.08%、Cu的质量分数为6.1%、Zn的质量分数为0.03%、Mn的质量分数为0.32%、Ti的质量分数为0.15%、Zr的质量分数为0.13%、V的质量分数为0.077%、Be的质量分数为0.00035%、余量为Al称取镁含量低于0.015%铝合金锭、铜锭、锌锭、铝-锰中间合金、铝-铬中间合金、铝-钒中间合金、铝-锆中间合金、铝-铍中间合金和铝-钛中间合金锭并加入到干燥的熔炼炉中,在温度为770℃条件下熔炼4.5h,得到铝合金熔液;
[0031] 二、铸造:将步骤一得到的铝合金溶液在温度为740℃、铸造速度为140mm/min、冷却水强度为0.08MPa、冷却水温度为25℃的条件下铸造成直径为173mm的铸锭;
[0032] 三、均火:将步骤二得到的铸锭切断,断后的铸锭长度为502mm,再车去表面的铸造氧化皮,制得直径为163mm的铝合金铸锭,再进行均匀化退火处理,退火温度为525℃,保温时间为24h,得到铝合金铸锭;
[0033] 四、挤压:将步骤三得到的铝合金铸锭放入电阻加热炉中加热至390℃,保温1h,再放入挤压机中,在压力为830MPa、温度为410℃条件下进行挤压,制得线材毛料;
[0034] 五、拉伸:将步骤四制得的线材毛料在温度为400℃条件下保温1.5h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第一次拉伸,拉伸至直径为10mm的线材,再将线材进行中间退火,退火温度为400℃,保温时间为1.5h,再以低于30℃/h的降温速度冷却至270℃以下,然后出炉空冷至室温;再将线材进行第二次