質(zhì)量百分比計(jì)，包括8.0%的Zn， 2. 2 % 的 Mg，L 8 % 的 Cu，(λ 18 % 的 Zr，(λ 02 % 的 Ti，(λ 18 % 的稀土元素，以及 87. 6 % 的 Al。 按此比例混合各合金能提高所得鈦合金具的各項(xiàng)性能綜合達(dá)到最優(yōu)。
[0039] 特別地，上述鋁合金材料中包含的雜質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)，Si含量小于0. 12%，F(xiàn)e 含量小于〇. 15%，單個(gè)其它元素含量小于0. 05%，綜合其它元素含量小于0. 15%。
[0040] 參照圖1，一實(shí)施方式的上述鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0041] 步驟SlOO :提供各原料。
[0042] 上述鋁合金材料，以質(zhì)量百分比計(jì)，包括6. 5~9. 0%的Zn元素（鋅），1~2. 5% 的Mg元素（鎂），1~2. 5%的Cu元素（銅），0.08~0.4%的Zr元素（鋯），0.01~0.6% 的Ti元素（鈦），0. 05~0. 4%的稀土元素，以及85 %~91 %的Al。
[0043] 上述錯(cuò)合金材料包括以下原料：金屬Zru金屬M(fèi)g、金屬Al、銅錯(cuò)中間合金、錯(cuò)錯(cuò)中 間合金、鈦鋁中間合金和稀土鋁中間合金。各原料的質(zhì)量通過中間合金中各金屬成分的含 量計(jì)算得到。
[0044] 為盡量減少鑄錠合金元素偏析，優(yōu)選地，銅鋁中間合金為A1-50CU。
[0045] 優(yōu)選地，鋯鋁中間合金為Al-4Zr。
[0046] 優(yōu)選地，鈦鋁中間合金為Al-5Ti-0. 02B。
[0047] 優(yōu)選地，提供Er元素的稀土鋁中間合金為Al-6Er。
[0048] 優(yōu)選地，提供Y元素的稀土鋁中間合金為A1-10Y。
[0049] 優(yōu)選地，提供Yb元素的稀土鋁中間合金為Al-10Yb。
[0050] 特別地，將各原料烘干。烘干的條件為在400°C保溫2~3h，防止水蒸氣影響。
[0051] 步驟S200 :將金屬Al熔化得到鋁液，加入金屬Zn和銅鋁中間合金熔化，加入金屬 Mg得到中間熔液。
[0052] 金屬Al熔化的溫度為750°C。在金屬Zn、金屬M(fèi)g和銅鋁中間合金加入時(shí)，應(yīng)盡可 能在鋁液的不同位置進(jìn)行投料，使金屬Zn、金屬M(fèi)g和銅鋁中間合金的成分能夠更快速、均 勻地在鋁液中分散。
[0053] 熔化的設(shè)備為反射爐。特別地，在加入原料之前，將反射爐在500°C烘烤24h，排除 水蒸氣以免水蒸氣在高溫下分解成氫氣影響錯(cuò)合金材料的性能。
[0054] 步驟S200具體為：將金屬Al完全熔化，扒渣后，加入金屬Zn和銅鋁中間合金攪拌 完全熔化后lOmin，加入金屬M(fèi)g后IOmin得到中間熔液。特別地，加入金屬M(fèi)g熔化時(shí)，需用 夾具將Mg壓入鋁液中，因?yàn)镸g的密度比Al小，會浮在鋁液液面。
[0055] 扒渣時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，不能使熔液表面起浪，以防止鋁液從爐門溢出。
[0056] 步驟S300 :在中間熔液中加入鋯鋁中間合金和稀土鋁中間合金，得到熔液。
[0057] 特別地，步驟S300的具體步驟為：將中間熔液用覆蓋劑覆蓋，加入鋯鋁中間合金 和稀土鋁中間合金后，得到熔液。
[0058] 特別地，覆蓋劑為2號覆蓋劑，2號覆蓋劑包括質(zhì)量比為39:50:6. 6:4. 4的氯化鈉 (NaCl)、氯化鉀（KCl)、冰晶石（Na3AlF6)和螢石（CaF 2)。其中，冰晶石和螢石主要起精煉作 用，如冰晶石具有$父強(qiáng)的溶解Al2O3的能力，在吸附、溶解Al 203的同時(shí)還可適當(dāng)?shù)靥嵘谢旌?熔鹽的熔點(diǎn)，以增大凈化效果；螢石能提高基體溶劑NaCl和KCl的表面張力和黏度，使已吸 附氧化物的溶劑球狀化，易于與熔體分離。
[0059] 優(yōu)選地，所用2號覆蓋劑的質(zhì)量要求為無可見其他機(jī)械雜質(zhì)，顆粒直徑小于 1. 5_。特別地，覆蓋劑的量為不超過金屬M(fèi)g質(zhì)量的2. 5%。
[0060] 特別地，加入鋯鋁中間合金和稀土鋁中間合金后完全熔化，得到熔液。在鋯鋁中間 合金和稀土鋁中間合金加入時(shí)，應(yīng)盡可能在中間熔液的不同位置進(jìn)行投料，使鋯鋁中間合 金和稀土鋁中間合金的成分能夠更快速、均勻地在鋁液中分散。
[0061] 步驟S400 :在熔液中加入精煉劑進(jìn)行精煉。
[0062] 步驟S400加入精煉劑，以清除鋁液內(nèi)部的氫和浮游的氧化夾渣，使鋁液更純凈， 并兼有清渣劑的作用。
[0063] 精煉劑包括質(zhì)量比為25~35 :40~50 :18~26的氯化鈉（NaCl)、氯化鉀（KCl) 和冰晶石（Na3AlF6)。優(yōu)選地，精煉劑的質(zhì)量要求為無可見其他機(jī)械雜質(zhì)。精煉劑若為塊狀 熔劑，要求為質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%以上，塊狀熔劑的尺寸應(yīng)在50~80mm之內(nèi)；精煉劑若為粉狀熔 劑，粒度小于1. 5_。精煉劑的用量比例為Ikg熔液加入5g精煉劑。
[0064] 特別地，步驟S400具體為，在熔液中加入精煉劑進(jìn)行精煉后，扒渣，靜置。精煉的 溫度為700~730°C，靜置的時(shí)間為5min。靜置是指停止攪拌。
[0065] 步驟S500 :在熔液通入氬氣進(jìn)行精煉。
[0066] 特別地，氬氣精煉的時(shí)間為30min，靜置的時(shí)間為lOmin。靜置是指停止攪拌。
[0067] 特別地，氬氣的純度高于99. 996%，氬氣的壓力為0. 2Mpa左右。
[0068] 在熔液通入氬氣進(jìn)行精煉的步驟具體為：先預(yù)熱精煉管，然后在精煉管中通入氬 氣，緩慢移動(dòng)精煉管進(jìn)行精煉，氬氣氣泡尺寸越細(xì)小，分布越均勻，氣泡與熔液接觸面積就 越大，氬氣精煉效果就越好。特別地，氣泡高度小于l〇cm，以防止熔液飛濺傷人，同時(shí)保證精 煉效果。
[0069] 步驟S600 :將熔液進(jìn)行鑄造得到鑄錠。
[0070] 特別地，在進(jìn)行步驟S600之前，還包括步驟：對熔液快速進(jìn)行化學(xué)分析，根據(jù)上述 鋁合金材料中各組分的重量比調(diào)整鋁液組分，對鋁液進(jìn)行補(bǔ)料和沖淡處理，保證上述鋁合 金材料中各組分的重量比。
[0071] 特別地，將熔液進(jìn)行半連續(xù)鑄造得到鑄錠。半連續(xù)鑄造采用立式直接水冷鑄造法， 把熔液引入到一個(gè)鑄模里，鑄模底都先用一個(gè)底座靠合。底座在操縱者控制下，能以所要求 的速度下降，從而將鑄錠從鑄模中引出、當(dāng)熔液進(jìn)入鑄模時(shí)，便在與鑄模壁接觸的地方形成 凝固表殼。鑄模里的金屬達(dá)到一定深度后，下降底座，冷卻水直接噴射到鑄模和底座之間的 已凝固金屬表面。特別地，鑄造前，鑄模壁采用細(xì)砂紙打磨光滑，并涂上潤滑黃油，防止拉傷 鑄錠。
[0072] 特別地，半連續(xù)鑄造的溫度為680~710°C。半連續(xù)鑄造的鑄造速度為70~ 100臟/11^11，冷卻水的溫度為25~35°〇。鑄錠的規(guī)格為（520~700)臟\(6000~6300)臟。
[0073] 特別地，步驟S600還包括步驟：將鑄錠均勻化。優(yōu)選地，鑄錠均勻化采用分段進(jìn) 行，具體步驟為，在350°C保溫4h后，以50°C /h速率升溫至465°C后保溫20h，采用風(fēng)冷形 式進(jìn)行冷卻。特別地，冷卻速率30°C/s。
[0074] 步驟S700 :將鑄錠依次進(jìn)行擠壓，拉伸，退火，冷鐓，固溶和時(shí)效處理，得到鋁合金 材料。
[0075] 優(yōu)選地，擠壓比（擠壓筒腔的橫斷面面積與擠壓制品總橫斷面面積之比）為20以 上。更優(yōu)選的，擠壓比為50以上，更優(yōu)選的，擠壓比為65。大變形擠壓過程使晶粒破碎更充 分的同時(shí)，又使不均勻變形更劇烈，位錯(cuò)塞積更嚴(yán)重，位錯(cuò)密度增加，引起畸變能增加，使金 屬的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶更加容易和充分。另外在擠壓過程中，納米級Al 3Er強(qiáng)化相等第二相顆粒附 近區(qū)域易形成高位錯(cuò)密度和高取向差區(qū)，從而促進(jìn)形核。第二相顆?？梢宰璧K晶界的迀移， 進(jìn)而減緩動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的長大。采用大變形熱擠壓，可消除鑄錠中氣孔、疏松和縮尾等缺 陷，顯著地細(xì)化晶粒，得到亞納米級尺寸晶粒，從而提高和改善該合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng) 度和剪切強(qiáng)度。
[0076] 特別地，擠壓速度為0· 1~2mm/s。
[0077] 優(yōu)選地，擠壓到毛坯余料剩余80mm時(shí)擠壓結(jié)束。
[0078] 優(yōu)選地，在將鑄錠進(jìn)行擠壓之前還包括步驟：對所述鑄錠進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱處理 的條件為：在360°C~420°C保溫30min~4小時(shí)。該溫度下進(jìn)行擠壓，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒不 易長大，合金晶粒更細(xì)，力學(xué)性能更高。熱擠壓使合金晶粒在沿著擠壓方向形成明顯的擠壓 織構(gòu)。
[0079] 伸時(shí)應(yīng)控制拉伸變形量控制在20%~30%范圍內(nèi)，安全系數(shù)大于1。其中，安全系 數(shù)是指極限應(yīng)力與許用應(yīng)力之比。
[0080] 退火的目的在于消除鉚釘材料的加工應(yīng)力，恢復(fù)塑性保證冷鐓不開裂，使該鋁合 金材料退火狀態(tài)下塑性滿足冷鐓要求。退火步驟具體為：以80°C -150°c /h速率升溫到 400°C~460°C保溫2h~4h后，以不超過30°C /h的速率降溫到260°C保溫6h后，空氣中冷 卻。
[0081] 固溶和時(shí)效處理的具體步驟為：在475°C保溫4h后，水淬后，在120°C保溫24h后， 在空氣中冷卻。
[0082] 特別地，控制鋁合金材料從475°C轉(zhuǎn)移到進(jìn)行水淬的轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過15s。特別 地，水淬后合金的溫度不超過30°C。特別地，水淬步驟與在120°C保溫24h步驟的時(shí)間間隔 不超過24h。
[0083] 本發(fā)明采用的方法工藝簡單，生產(chǎn)方便，制得的鋁合金材料熔點(diǎn)高、穩(wěn)定性良好， 鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度等性能均大大提高。上述鋁合金材料在室溫 下的性能指標(biāo)，R m(抗拉強(qiáng)度）高達(dá)680MPa，RPa2 (屈服強(qiáng)度）高達(dá)640MPa，延伸率達(dá)到12%， Tb (剪切強(qiáng)度）高達(dá)360MPa。
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