用喷发成型工艺制备高强度铝合金

　　Al-Zn-Mg-Cu 7xxx系合金是一种高强高韧铝合金，通过一直在优化合金成分规划、改动各种微量元素的添加品种及含量、开发合金的新式热处理工艺等，相继开发了7075，7049，7050，7055，7076，7178，7175，7475，B95和B96等高功能合金。结合对传统铸造及变形加工、后续热处理工艺的一直在优化改善，使合金的极限抗拉强度规划从前期的500 ~ 580 MPa进步至630~680 MPa，一起资料的塑性、开裂耐性和耐腐蚀和抗老化功能也得到了进步。

　　20世纪80年代今后，人们开端选用粉末冶金工艺制备7xxx系铝合金资料，成功地在试验室里制备出了抗拉强度为700 MPa以上的超高强铝合金。但因为传统粉末冶金技能工艺进程繁琐、对设备要求高，导致制备大尺度块体资料困难及出产所带来的本钱昂扬，因而约束了该工艺出产超高强铝合金的实践使用。

　　跟着以喷发成形技能为代表的新工艺在90年代走向大规划有用，以工业规划制备各种有用化的超高强7xxx系铝合金资料及产品逐渐变为实际。喷发成形技能是一种新式的快速凝结技能，其特色介于铸造和粉末冶金之间。喷发成形与粉末冶金法比较，出产的根本工艺简略，本钱较低，金属含氧化物少，可批量出产；与铸造法比较，最大的长处是可以制备铸造法无法出产的高合金化铝合金。使用喷发成形技能制备的资料，除坚持了晶粒细微、安排均匀、可以按捺微观及微观偏析等长处外，因为从合金熔炼到坯件近终成形可一次完结，与传统工艺比较，减少了资料在整个制备工艺进程中被氧化的可能性，缩短了制备流程，降低了本钱，且易于制备大尺度块体资料，制锭重量大 可达1000 kg 以上 。所以选用此办法开发制作具有高功能的超高强铝合金，很有好的开展前景。

　　北京有色金属研讨总院选用喷发成形办法制备了Al10Zn2.9Mg1.7Cu0.1Zr高强高韧铝合金，对喷发成形工艺参数进行了优化，对堆积坯件的热挤压工艺、热处理工艺进行了探究，在开展低本钱、高效率的Al-Zn-Mg-Cu系高强高韧铝合金出产的根本工艺方面取得了发展。他们的喷发成形试验在自行研发的喷发成形设备上进行，选用自行制造的Al-Zn-Mg-Cu系高强高韧铝合金质料，成分为质量分数: 10Zn，2.9Mg，1.7Cu， 0.1Zr，其他为Al。将堆积态合金棒坯剥皮后进行热挤压，热挤压后根本消除了孔洞，到达彻底细密化，一起使资料的组成相愈加细微；接着进行T6峰时效热处理工艺（450℃/3h+485℃/3 h固溶处理+120℃/24 h）。

　　结果表明，喷发成形工艺制备的Al-10Zn-2.9Mg-1.7Cu合金的各项惯例力学功能要远高于选用传统工艺出产的7075合金和粉末冶金PM7090合金等高强高韧铝合金。经热处理后，资料的极限抗拉强度到达了810 MPa，一起延伸率坚持在8%~11%，拉伸断口为典型的耐性开裂。这些功能得益于喷发成形技能所取得的均匀细微的微观安排，避免了显着微观和微观偏析，并使用快速凝结的长处，突破了传统7XXX系高强铝合金的成分规划约束，将Zn+Mg总量添加至13%。