本發(fā)明屬于合金加工，具體涉及一種鋁銅鋰合金及其制備方法和再結(jié)晶的調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、與傳統(tǒng)鋁合金相比，鋁銅鋰合金的重量減輕了10％～20％，剛度提高了15％～20％，同時(shí)還保持了較高的比強(qiáng)度、優(yōu)異的抗疲勞性和較強(qiáng)的耐腐蝕性，這些特性使al-cu-li合金成為航空航天領(lǐng)域理想的結(jié)構(gòu)材料。

2、盡管熔鑄態(tài)al-cu-li合金能夠成形復(fù)雜零件，但熔鑄態(tài)al-cu-li合金而言，存在較為嚴(yán)重的元素偏析、晶界偏析以及粗大的第二相。這些微觀組織的非均質(zhì)降低擠壓、鍛造以及軋制等過(guò)程中合金的性能、韌性以及延展性。均勻化退火將合金加熱至高溫并保溫較長(zhǎng)時(shí)間，可促進(jìn)粗大初生相溶解，減少溶質(zhì)元素的偏析，同時(shí)均勻化過(guò)程使得溶質(zhì)元素進(jìn)行重分配，并進(jìn)一步促進(jìn)納米彌散相析出從而細(xì)化合金的顯微組織，均勻化工藝可有效解決熔鑄態(tài)合金的非均質(zhì)問(wèn)題。

3、微合金化技術(shù)在改善鋁銅鋰合金的微觀結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮著重要作用，比如將mn、zr以及ce等微觀元素添加到al-cu-li合金中，均勻化退火過(guò)程中會(huì)形成均勻、致密的al20cu2mn3、al3zr以及al8cu4ce等納米級(jí)析出物顆粒，這些析出物顆粒作為一種高溫穩(wěn)定相，熱變形過(guò)程中會(huì)釘扎位錯(cuò)以及亞晶界遷移，往往僅能起到合金的再結(jié)晶抑制目的，從而無(wú)法形成再結(jié)晶促進(jìn)目的。由于再結(jié)晶可以改善合金的成形性與可加工性，合金的顯微組織再結(jié)晶如果都是被抑制的，會(huì)降低復(fù)雜截面零件的成形性，尤其是通過(guò)擠壓工藝成形蒙皮帶高筋的零件，合金再結(jié)晶被抑制的話(huà)往往會(huì)使得蒙皮或筋條不能完全成形。因此al-cu-li合金的再結(jié)晶調(diào)控成為一個(gè)需要被解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種再結(jié)晶可調(diào)控的鋁銅鋰合金，該合金經(jīng)線(xiàn)性升溫均勻化熱處理后，使所述鋁銅鋰合金中的ag3al顆粒處于析出狀態(tài)從而抑制鋁銅鋰合金的再結(jié)晶，而該合金線(xiàn)性升溫均勻化熱處理及470℃保溫處理后，使所述鋁銅鋰合金中的ag3al析出物顆?；厝艿交w中從而促進(jìn)鋁銅鋰合金的再結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)了鋁銅鋰合金的再結(jié)晶可被調(diào)控。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種再結(jié)晶可調(diào)控的鋁銅鋰合金的制備方法，所述制備方法包括：步驟1)、使工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金共同升溫至700～800℃下進(jìn)行熔化，并在所述工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金完全熔化后依次添加銀顆粒、純鎂和純鋰，其中，工業(yè)級(jí)純鋁的重量份數(shù)為21～23份，鋁銅合金的重量份數(shù)為2.8～3.0份，鋁鋯合金的重量份數(shù)為0.02～0.03份，銀顆粒的重量份數(shù)為0.09～1份，純鎂的重量份數(shù)為0.12～0.14份，純鋰的重量份數(shù)為0.29～0.31份；步驟2)、待所有金屬全部熔化后，精煉去除雜質(zhì)，然后注入模具中，經(jīng)冷卻凝固，得到熔鑄態(tài)的鋁銅鋰合金。

3、在一種具體的實(shí)施方式中，以所述鋁銅合金的總重量為100％計(jì)，所述鋁銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％；以所述鋁鋯合金的總重量為100％計(jì)，所述鋁鋯合金中鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％。

4、在一種具體的實(shí)施方式中，所述在所述工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金完全熔化后依次添加銀顆粒、純鎂和純鋰具體為：在所述銀顆粒完全熔化后添加純鎂，在所述純鎂完全熔化后添加純鋰。

5、在一種具體的實(shí)施方式中，所述步驟1)包括：步驟(1)、真空爐預(yù)熱，其中，預(yù)熱溫度為300～400℃，預(yù)熱時(shí)間為20～30min；步驟(2)、將工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金置于石墨坩堝中，并轉(zhuǎn)至預(yù)熱好的真空爐中進(jìn)行熔化，先從預(yù)熱溫度升溫至第一預(yù)設(shè)溫度，然后保溫30min，其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度為700～800℃；步驟(3)、在所述第一預(yù)設(shè)溫度保溫結(jié)束后，石墨坩堝中的全部金屬已完全熔化，向熔體中添加銀顆粒，然后將真空爐溫度設(shè)置為第二預(yù)設(shè)溫度，并保溫10min～20min，使銀顆粒完全熔化，其中，所述第二預(yù)設(shè)溫度為700～750℃；步驟(4)、在所述第二預(yù)設(shè)溫度保溫結(jié)束后，在氬氣保護(hù)下，向熔體中繼續(xù)添加純mg，在攪拌狀態(tài)下，繼續(xù)在第三預(yù)設(shè)溫度下保溫5min～10min，保溫過(guò)程中，當(dāng)mg完全熔化后添加純li，其中，所述第三預(yù)設(shè)溫度為700～720℃；步驟(5)、在所述第三預(yù)設(shè)溫度保溫結(jié)束后，對(duì)熔體進(jìn)行精煉去除雜質(zhì)，然后注入模具，經(jīng)冷卻凝固，得到熔鑄態(tài)的鋁銅鋰合金。

6、本發(fā)明還提供一種再結(jié)晶可調(diào)控的鋁銅鋰合金，所述鋁銅鋰合金采用上文所述的制備方法制備得到。

7、本發(fā)明還提供一種鋁銅鋰合金再結(jié)晶的調(diào)控方法，所述方法包括以下步驟：步驟s10、提供鋁銅鋰合金，所述鋁銅鋰合金為權(quán)利要求5所述的鋁銅鋰合金；步驟s20、對(duì)所述鋁銅鋰合金進(jìn)行線(xiàn)性升溫均勻化熱處理，使所述鋁銅鋰合金中的ag3al顆粒處于析出狀態(tài)從而抑制鋁銅鋰合金的再結(jié)晶。

8、在一種具體的實(shí)施方式中，所述線(xiàn)性升溫均勻化熱處理包括：先按預(yù)設(shè)的升溫速率使所述鋁銅鋰合金從室溫升溫至440℃，然后在440℃下保溫8h，再按所述預(yù)設(shè)的升溫速率使所述鋁銅鋰合金從440℃升溫至510℃，繼續(xù)保溫24h后，空冷至室溫。

9、在一種具體的實(shí)施方式中，所述方法還包括位于步驟s20后的步驟s30，其中：步驟s30、按預(yù)設(shè)的熱處理方式對(duì)經(jīng)步驟s20的線(xiàn)性升溫均勻化熱處理得到的鋁銅鋰合金進(jìn)行熱處理，使所述鋁銅鋰合金中的ag3al析出物顆?；厝艿交w中從而促進(jìn)鋁銅鋰合金的再結(jié)晶。

10、在一種具體的實(shí)施方式中，所述步驟s30的預(yù)設(shè)的熱處理方式具體為：將經(jīng)步驟s20的線(xiàn)性升溫均勻化熱處理得到的鋁銅鋰合金從室溫升溫至470℃，并保溫1h，在保溫結(jié)束后進(jìn)行淬火處理。

11、本發(fā)明還提供經(jīng)上文所述的調(diào)控方法調(diào)控得到的鋁銅鋰合金。

12、本發(fā)明的有益效果至少包括：

13、一、本發(fā)明提供了一種再結(jié)晶可調(diào)控的鋁銅鋰合金的制備方法，所述制備方法包括：步驟1)、使工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金共同升溫至700～800℃下進(jìn)行熔化，并在所述工業(yè)級(jí)純鋁、鋁銅合金和鋁鋯合金完全熔化后依次添加銀顆粒、純鎂和純鋰，其中，工業(yè)級(jí)純鋁的重量份數(shù)為21～23份，鋁銅合金的重量份數(shù)為2.8～3.0份，鋁鋯合金的重量份數(shù)為0.02～0.03份，銀顆粒的重量份數(shù)為0.09～1份，純鎂的重量份數(shù)為0.12～0.14份，純鋰的重量份數(shù)為0.29～0.31份；步驟2)、待所有金屬全部熔化后，精煉去除雜質(zhì)，然后注入模具中，經(jīng)冷卻凝固，得到熔鑄態(tài)的鋁銅鋰合金；這樣，基于本發(fā)明提供的制備方法熔鑄了一種新型的鋁銅鋰合金，通過(guò)合適的熱處理工藝可以調(diào)控ag3al顆粒的析出和溶解，從而實(shí)現(xiàn)鋁銅鋰合金的再結(jié)晶的調(diào)控，滿(mǎn)足不同構(gòu)件所需的成形性和可加工性。

14、二、對(duì)所述鋁銅鋰合金進(jìn)行線(xiàn)性升溫均勻化熱處理，鋁銅鋰合金中的ag3al顆粒處于析出狀態(tài)從而抑制鋁銅鋰合金的再結(jié)晶，適合用于成型截面不復(fù)雜構(gòu)件；對(duì)經(jīng)線(xiàn)性升溫均勻化熱處理得到的鋁銅鋰合金進(jìn)行470℃/1h熱處理，鋁銅鋰合金中的ag3al析出物顆?；厝艿交w中從而促進(jìn)鋁銅鋰合金的再結(jié)晶，適合用于通過(guò)擠壓工藝成形蒙皮帶高筋構(gòu)件等；這樣，合金的再結(jié)晶性能可控，可以使合金能夠滿(mǎn)足不同尺寸構(gòu)件的成形和加工要求，對(duì)推動(dòng)al-cu-li合金更廣泛的工程應(yīng)用具有較大意義。