【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空航天用鋁合金材料領域，具體涉及一種高鎂鋁合金環件，制備方法及應用。
技術介紹
1、鋁合金由于其密度低，強度高，塑性好等特性，廣泛應用于航空航天領域。隨著國家航天科技工程的日益發展，新一代運載火箭對大型整體輕量化材料的需求日益緊迫。高鎂鋁合金是指鎂含量在5％到10％之間的鋁合金，高鎂鋁合金相對普通鋁合金擁有更低的密度、更高的強度和硬度，能更好地滿足航天領域輕量化需要。同時，高鎂鋁合金還擁有更優秀的強度，更好的耐腐蝕性以及優異的熱性能。因此對高鎂鋁合金材料的研究是航天用鋁合金材料領域的重中之重。
2、目前，航天用高鎂鋁合金環件的生產流程多為熔煉→鑄造→熱處理→下料→一次加熱→制坯(鐓粗、沖孔)→二次加熱→環軋或鍛環→熱處理→機加工→檢測分析→零件成品，該流程不但生產周期長、工藝復雜、生產成本高且材料利用率低，更重要的是用這種方式生產高鎂鋁合金時，鎂含量的增加既加劇了鋁合金鑄錠的元素偏析，又增大了變形抗力，使鑄錠在后續壓力加工工序中，易出現開裂現象，從而導致高鎂鋁合金產品成品率大大下降。
技術實現思路
1、鑒于現有技術中存在的問題，本專利技術旨在提供一種高鎂鋁合金環件，制備方法及應用。
2、本專利技術目的之一在于提供一種高鎂鋁合金環件的制備方法，所述制備方法包括：
3、s1首先按照高鎂合金成分進行熔煉，得到鋁合金熔體；
4、s2所述鋁合金熔體從上方噴射進入環形模具內，所述鋁合金熔體的溫度為660～720℃，噴射壓力為10～
5、s3所述鋁合金環形鑄錠依次經均勻化處理和時效熱處理，得到高鎂鋁合金環件。
6、優選地，所述高鎂合金成分包括：
7、si≤0.10％，fe≤0.12％，mg?7.4～9.2％，cu?0～0.6％，mn?0.4～0.6％，zn0.4～2.1％，zr?0.10～0.20％，sc?0.10～0.20％，其他雜質合計不大于0.15％，其余為al。
8、優選地，所述熔煉溫度為700～750℃。
9、優選地，步驟s1還包括熔煉后再依次進行鋁合金熔體精煉、除氣和過濾處理，得到鋁合金熔體。
10、優選地，所述鋁合金熔體氫含量小于0.12ml/100gal，渣含量為n20≤20k/kg。
11、優選地，在所述環形模具底部設有冷卻系統。
12、優選地，所述冷卻系統為水冷系統，冷卻水溫度低于30℃，流量為200～500l/min。
13、優選地，所述鋁合金熔體通過多個噴嘴噴射入環形模具中，所述噴嘴的最底端與環形模具內鋁合金熔體液面具有一個預設距離，所述預設距離為100～300mm。
14、優選地，多個所述噴嘴沿所述環形模具徑向排列，所述噴嘴內徑沿遠離所述環形模具圓心的方向依次增大，所述噴嘴內徑為2～5mm，相鄰噴嘴間距離為5～20mm。
15、優選地，步驟s2在惰性氣氛下進行。
16、優選地，所述均勻化處理包括：先進行一級處理，然后進行二級處理。
17、所述一級處理為在400～430℃下保溫2～4h；
18、所述二級處理為在440～470℃下保溫6～12h。
19、優選地，所述時效熱處理包括：在130～160℃下對鋁合金環形鑄錠保溫20～30h。
20、本專利技術目的之二在于提供一種高鎂鋁合金環件，所述高鎂鋁合金環件采用上述制備方法制備得到。
21、本專利技術目的之三在于提供一種高鎂鋁合金環件的應用，所述高鎂鋁合金環件應用于航天設備連接結構件。
22、本專利技術的有益效果包括：
23、本專利技術提出了一種高鎂鋁合金環件的制備方法，包括熔煉、鑄造鋁合金環形鑄錠、均勻化和時效熱處理。在鑄造過程中，鋁合金熔體溫度為660～720℃，噴射壓力為10～35kpa，環形模具轉動角速度為10～40°/s。一方面，該方法省去傳統環件制備流程中的壓力加工及機加工環節，縮短了生產流程，實現了短流程操作，提高了生產效率；另一方面，還可避免高鎂合金在壓力加工過程中易出現的開裂現象；第三方面，通過鋁合金熔體溫度、噴射壓力和運動速度的相互配合，得到的高鎂鋁合金環件組織致密、晶粒細小均勻且拉伸性能較高。本專利技術得到的高鎂鋁合金環件的縱向拉伸極限強度高達460.2mpa，橫向拉伸極限強度高達458.5mpa，縱向拉伸屈服強度高達254mpa，橫向拉伸屈服強度高達252.7mpa。
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1.一種高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
2.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述高鎂合金成分包括：
3.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述熔煉溫度為700～750℃；
4.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，在所述環形模具底部設有冷卻系統；
5.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述鋁合金熔體通過多個噴嘴噴射入環形模具中，所述噴嘴的最底端與環形模具內鋁合金熔體液面具有一個預設距離，所述預設距離為100～300mm。
6.如權利要求5所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，多個所述噴嘴沿所述環形模具徑向排列，所述噴嘴內徑沿遠離所述環形模具圓心的方向依次增大，所述噴嘴內徑為2～5mm，相鄰噴嘴間距離為5～20mm。
7.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，步驟S2在惰性氣氛下進行。
8.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述均勻化處理包括：
9.一種如權利要求1～8任一項所述的制備方法得到的高鎂鋁合金環件。
10.一種如權利要求9所述的高鎂鋁合金環件作為航天設備連接結構件的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
2.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述高鎂合金成分包括：
3.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述熔煉溫度為700～750℃；
4.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，在所述環形模具底部設有冷卻系統；
5.如權利要求1所述的高鎂鋁合金環件的制備方法，其特征在于，所述鋁合金熔體通過多個噴嘴噴射入環形模具中，所述噴嘴的最底端與環形模具內鋁合金熔體液面具有一個預設距離，所述預設距離為100～300mm。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：張佼，趙佳蕾，秦翔智，趙巍，李兵，孫寶德，
申請(專利權)人：昆山晶微新材料研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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