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1、10申请公布号CN101967614A43申请公布日20110209CN101967614ACN101967614A21申请号201010556639X22申请日20101124C22F1/05320060171申请人中国兵器工业第五九研究所地址400039重庆市九龙坡区渝州路33号72发明人李忠盛吴护林张隆平杨明波贾代金张昭林李立74专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕54发明名称一种用于ALZNMGCU系超高强铝合金强化的均匀化处理方法57摘要本发明提供一种用于ALZNMGCU系超高强铝合金强化的均匀化处理方法，所述方法是在ALZNMGCU系超高强度铝合金的熔体进行金属型铸。
2、造时，在铸造过程中当合金的温度降到固相线温度以下的均匀化处理温度后，将合金放入箱式电阻炉中保温，然后取出空冷。本发明将铸造和热处理过程有机结合，有效解决因重新加热和加热速率控制不当带来的问题，还可保证在较短时间内获得较大的过饱和固溶度，为后续固溶和时效处理奠定很好的组织基础，同时缩短均匀化保温时间。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN101967614A1/1页21一种用于ALZNMGCU系超高强铝合金强化的均匀化处理方法，所述方法是在ALZNMGCU系超高强度铝合金的熔体进行金属型铸造时，在铸造过程中当合金的温度降到固相线温度以下。
3、的均匀化处理温度后，将合金放入箱式电阻炉中保温，然后取出空冷。2根据权利要求1所述的均匀化处理方法，其特征在于所述的均匀化处理温度是450470，合金放入箱式电阻炉中保温的时间为1036H。权利要求书CN101967614A1/4页3一种用于ALZNMGCU系超高强铝合金强化的均匀化处理方法技术领域0001本发明涉及的是一种用于ALZNMGCU系超高强铝合金强化的均匀化处理方法，属于金属材料类及冶金领域。背景技术0002作为高强高韧铝合金的主体，ALZNMGCU系超高强度铝合金因具有高的比强度和硬度、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性、优良的加工性能及焊接性能，广泛应用于航空和航天领域，成为该领域中。
4、重要的结构材料之一。众所周知，ALZNMGCU系超高强度铝合金的制备包括熔炼铸造、均匀化处理、塑性加工和热处理等工艺环节。由于金属和合金在凝固时一般都存在枝晶偏析等缺陷，必须通过均匀化处理消除或降低晶内化学成分和组织的不均匀性、消除或降低铸锭内应力，促使第二相溶解，减小第二相的体积分数并提高合金元素在基体中的固溶度，从而改善合金的性能。由于ALZNMGCU系超高强度铝合金的合金元素含量一般均较高，因此均匀化处理对于该系合金性能的改善和提高尤其重要。目前，国内外对于ALZNMGCU系超高强度铝合金的均匀化处理已进行了大量研究，并先后开发出了单级、双级和/或多级等不同的均匀化处理工艺，并建立了相关。
5、的理论和工程应用的工艺规范，但这些已开发出的均匀化处理工艺都是在合金冷却到室温后重新加热到均匀化处理温度条件下进行的。由于需要重新加热，很明显，这些已开发出来的均匀化处理工艺存在加热和保温时间长、能源消耗大等问题，此外，还必须严格控制加热方式和加热速度等工艺因素，因为一旦加热方式和加热速度选择不当，将会产生加热不均从而难以达到均匀化处理的目的，严重时甚至使合金产生过烧等缺陷，并最终导致合金的综合力学性能受到影响。因此如何避开ALZNMGCU系超高强度铝合金现有均匀化处理工艺的不足，研究开发新型的均匀化处理方法对于最大限度地发挥均匀化处理对ALZNMGCU系超高强度铝合金的强化作用就显得尤为重要。
6、。发明内容0003本发明的目的在于克服现有ALZNMGCU系超高强度铝合金通常使用的均匀化处理方法的不足，提出一种用于ALZNMGCU系超高强度铝合金强化的均匀化处理方法，采用这种方法既可以节约能源、缩短均匀化保温时间且不影响均匀化处理效果，从而有助于进一步改善ALZNMGCU系超高强度铝合金的性能并拓宽其应用范围。0004为了实现上述目的，本发明提出一种将ALZNMGCU系超高强度铝合金的铸造过程和均匀化处理过程有机结合的均匀化处理方法。0005该方法是将ALZNMGCU系超高强度铝合金按成分配比（该具体的成分配比是由ALZNMGCU系超高强度铝合金的牌号根据国家标准而确定）熔化后升温到72。
7、0740，捞去合金液表面浮渣，然后在740760间用复合细化精炼剂处理510分钟，处理完毕后搅拌合金熔体并在750静置2540分钟，静置完毕后捞去合金熔体表面的浮杂物，然后进行说明书CN101967614A2/4页4金属型铸造，在铸造过程中当合金的温度降到固相线温度以下的均匀化处理温度后（均匀化处理温度是450470），将合金放入箱式电阻炉中保温1036H，然后取出空冷。0006上述均匀化处理方法中所用的复合细化精炼剂的重量百分比组成为1030氟化铈、4060颗粒状富铈混合稀土和1030六氯乙烷，其中富铈混合稀土中的稀土含量大于90，铈含量大于60，颗粒尺寸不大于1毫米。0007较好的复合细化。
8、精炼剂的重量百分比组成为30氟化铈、40颗粒状富铈混合稀土、30六氯乙烷，其中颗粒状富铈混合稀土的稀土含量大于90，颗粒尺寸不大于1毫米，铈含量大于60。0008以上所用的复合细化精炼剂中的氟化铈和富镧混合稀土除了起变质作用和细化作用外，还有精炼除气和除渣等作用。六氯乙烷主要起精炼除气和除渣作用，此外，其与铝合金熔液反应产生的气泡还可以对合金液起搅拌作用。而这些对于合金熔体的质量及获得细小的铸态组织均有积极的作用，并反映到合金最终力学性能的提高上。0009下面结合图1具体说明本发明与传统均匀化处理方法的区别。从图1可以看到，ALZNMGCU系超高强度铝合金传统均匀化处理方法是在合金铸造冷却到室。
9、温后，然后再重新加热到均匀化处理温度保温一定的时间，然后进行空冷。而本发明提出的均匀化处理方法则是在合金铸造冷却过程中进行均匀化处理，即在合金温度降到固相线温度以下的均匀化处理温度时随即保温一定的时间，然后进行空冷。显然，本发明提出的均匀化处理方法，由于将铸造过程和热处理过程有机结合，避免了原有均匀化处理方法在合金凝固冷却后重新加热这一工艺过程，有效解决了因重新加热的加热方式和加热速率控制不当带来的问题；而且由于合金凝固冷却和固溶处理处于连续过程之中，使得合金一直处于温度较高的状态，内部原子的扩散能力强，加之一些低熔点合金相还未完全析出，因此可以保证在较短的时间内获得较大的过饱和固溶度度，为后。
10、续固溶和时效处理奠定了很好的组织基础。同时，较短的均匀化保温时间带来的成本效益也是十分显著的。附图说明0010图1传统均匀化处理和本发明提出的均匀化处理方法的对比图，图1（A）是传统方法，图1（B）是本发明方法。具体实施方式0011以下通过具体的三个实施例对本发明的技术方案和效果作进一步的阐述。0012每个实施例所采用的合金牌号、铸造方法、均匀化处理工艺、后续挤压处理工艺、固溶处理工艺、时效处理工艺以及与采用传统均匀化处理工艺处理合金的室温拉伸性能对比测试结果列于表1之中。0013从表中可以看到，由于本发明使合金的凝固冷却和均匀化处理处于连续过程之中，使得可以在较短的均匀化时间内获得与传统均匀。
11、化方法相当的效果，缩短了均匀化保温时间，节约了成本。此外，还可获得较大的过饱和固溶度，从而有利于后续的热处理强化效果。以7055（AL8ZN20MG22CU010ZR）超高强度铝合金为例，采用本发明提出的新型均匀化处理方法，合金的均匀化保温时间可缩短60，可节约均匀化处理成本52，且合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率与传统均匀化处理工艺相当。说明书CN101967614A3/4页50014以上三个实施例的具体采用的铸造方法、均匀化处理工艺均相同，均是将ALZNMGCU系超高强度铝合金按牌号规定的成分配比熔化后升温到720740，捞去合金液表面浮渣，然后在740760间用复合细化精炼剂处理51。
12、0分钟，处理完毕后搅拌合金熔体并在750静置2540分钟，静置完毕后捞去合金熔体表面的浮杂物，然后进行金属型铸造，在铸造过程中当合金的温度降到固相线温度以下的均匀化处理温度后（具体温度见表中显示），将合金放入箱式电阻炉中保温（具体保温时间也见表中显示），然后取出空冷。0015所使用的复合细化精炼剂的重量百分比组成为30氟化铈、40颗粒状富铈混合稀土、30六氯乙烷，其中颗粒状富铈混合稀土的稀土含量大于90，颗粒尺寸不大于1毫米，铈含量大于60。0016以上实施例只例举了3种牌号的合金，而现有的其它牌号的ALZNMGCU系超高强度铝合金也均适用本发明方法。0017说明书CN101967614A4/4页6说明书CN101967614A1/1页7图1A图1B说明书附图。