权利要求
1.无人机高精密结构件的轻量化
铝合金材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：镁3.5-4.0、
锰0.7-0.9、铬0.12-0.18、
锌0.5-1.0、
铜0.3-0.5、
锂0.8-1.2、锆0.10-0.15、钪0.05-0.10、银0.1-0.2以及钛0.01-0.03，余下为铝。
2.无人机高精密结构件的轻量化
铝合金材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料准备：按照配方称量各组份原料;
S2、熔炼：将原料依次加入中频感应炉，得到原料溶液;
S3、精炼：采用旋转喷吹脱气机对原料溶液进行精炼;
S4、铸造：将精炼后的原料倒入液压铸造机中采用半连续铸造工艺，通过液压铸造机，得到铸锭;
S5、均匀化处理：采用真空热处理炉对铸锭进行均匀化退火;
S6、热加工成型：对退火后的工件通过热挤压机进行热挤压，然后通过热轧机进行热轧;
S7、固溶时效处理：对热加工后的工件进行三级固溶以及双级时效处理;
S8、精密成型：通过激光切割，然后进行冲压;
S9、后处理：对成型后的工件进行振动时效、表面钝化、阳极氧化以及封闭处理。
3.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S2中，中频感应炉工作时通过时采用氩气保护，所述氩气的流量控制在20-25L/min，加入原料前将中频感应炉的温度控制在720-750℃，先加入铝，然后依次加入铜、锰以及铬，保证每种金属之间间隔15-20分钟，然后将中频感应炉的温度控制在700-680℃然后加入镁，镁完全溶解后将中频感应炉的温度控制在680-660℃然后加入锌和银，然后控制中频感应炉的温度≤650℃加入锂、锆、钪以及钛。
4.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S3中，氩气流量控制在15-20L/min，控制旋转喷吹脱气机的转速在580-620rpm，时间15-25分钟，氢含量≤0.12mL/100g，同时加入0.1-0.2%C2Cl6精炼剂。
5.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S4中，控制铸造温度在680-700°C，控制拉速在80-120mm/min，控制冷却速度在5-10℃/s，控制铸锭直径在280-320mm。
6.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S5中，均匀化退火采用双级均匀化退火，一级退火控制温度在480-500℃，保持12-18h，二级退火控制温度在500-520℃，保持12-18h，以及退火与二级退火之间升温速率≤50℃/h。
7.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S6中，控制热挤压机的加热温度在430-450℃，控制保温时间在2-4h，控制挤压比在18:1-22:1，控制挤压速度在0.5-1.0m/min，控制热轧机的温度在400-420℃，控制道次压下率在15%-20%，控制总变形量≥75%，控制终轧厚度在2-5mm。
8.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S7中，三级固溶中的第一级温度控制在450-470℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第二级温度控制在470-490℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第三级温度控制在490-510℃，固溶时间控制在0.3-0.7h，固溶后采用水淬进行冷却，控制水温在20-30℃，双级时效中的预时效温度控制在110-130℃时间控制在5-7h，主时效温度控制在150-170℃时间控制在7-9h。
9.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S8中，激光切割时，激光功率控制在6-8kW，激光波长为1070nm，控制切割速度在3-5m/min，控制辅助氮气压力在0.8-1.2MPa，激光的焦点位置控制在材料表面下0.1-0.3mm，冲压时模具间隙为板厚的5%，控制冲压温度为140-160℃，控制冲压速度在5-10mm/s。
10.根据权利要求2所述的无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺，其特征在于，所述S9中，利用振动时效时控制频率在80-100Hz，控制振幅在0.5-1.0mm，利用表面钝化时采用15-25g/L的CrO3，控制pH在1.5-2.0，控制时间在3-8min，利用阳极氧化时，使用160-200g/L的H2SO4作为
电解液，控制电压在16-20V，控制温度在18-22℃，控制氧化时间在20-30min，利用封闭处理时，控制沸水温度在98-100℃，控制时间在25-35min。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及无人机制造技术领域，具体为无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料及其制备工艺。
背景技术
[0002]无人机是一种无需人类驾驶员操控、通过遥控或自主程序执行飞行任务的航空器。其发展始于20世纪初的军事领域，早期多用于侦察和靶机，随着传感器、通信技术和人工智能的突破，逐渐拓展至民用领域。无人机核心技术包括动力系统、导航与控制系统、数据链通信以及智能决策算法。常见形态有固定翼、多旋翼和直升机式，近年来更出现了仿生无人机等创新设计。应用场景广泛：农业领域用于农药喷洒、作物监测;物流行业实现偏远地区物资配送;影视航拍提供高视角创作手段;应急救援可执行灾后侦查与物资投送;电力巡检、地质勘探等专业领域也逐步普及。中国作为全球无人机产业重要基地，大疆等企业占据消费级市场主导地位，同时在工业级应用上持续突破。挑战与机遇并存：低空安全管理、隐私保护、电池续航及抗干扰能力仍是技术瓶颈。未来，随着电动垂直起降、
氢燃料电池和AI深度整合，无人机将向智能化、长航时、多功能方向发展，成为智慧城市建设和产业升级的重要载体。
[0003]传统的无人机的高精密五金构件常采用洋白铜，但是由于洋白铜密度较大，因此容易导致无人机五金结构件重量较重，从而产生无人机的飞行性能以及续航能力下降的问题。
发明内容
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料及其制备工艺，解决了传统的无人机的高精密五金构件常采用洋白铜，但是由于洋白铜密度较大，因此容易导致无人机五金结构件重量较重，从而产生无人机的飞行性能以及续航能力下降的问题。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料，包括以下重量份的原料：镁3.5-4.0、锰0.7-0.9、铬0.12-0.18、锌0.5-1.0、铜0.3-0.5、锂0.8-1.2、锆0.10-0.15、钪0.05-0.10、银0.1-0.2以及钛0.01-0.03，余下为铝。
[0006]无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺包括以下步骤：
S1、原料准备：按照配方称量各组份原料;
S2、熔炼：将原料依次加入中频感应炉，得到原料溶液;
S3、精炼：采用旋转喷吹脱气机对原料溶液进行精炼;
S4、铸造：将精炼后的原料倒入液压铸造机中采用半连续铸造工艺，通过液压铸造机，得到铸锭;
S5、均匀化处理：采用真空热处理炉对铸锭进行均匀化退火;
S6、热加工成型：对退火后的工件通过热挤压机进行热挤压，然后通过热轧机进行热轧;
S7、固溶时效处理：对热加工后的工件进行三级固溶以及双级时效处理;
S8、精密成型：通过激光切割，然后进行冲压;
S9、后处理：对成型后的工件进行振动时效、表面钝化、阳极氧化以及封闭处理。
[0007]优选的，所述S2中，中频感应炉工作时通过时采用氩气保护，所述氩气的流量控制在20-25L/min，加入原料前将中频感应炉的温度控制在720-750℃，先加入铝，然后依次加入铜、锰以及铬，保证每种金属之间间隔15-20分钟，然后将中频感应炉的温度控制在700-680℃然后加入镁，镁完全溶解后将中频感应炉的温度控制在680-660℃然后加入锌和银，然后控制中频感应炉的温度≤650℃加入锂、锆、钪以及钛。
[0008]优选的，所述S3中，氩气流量控制在15-20L/min，控制旋转喷吹脱气机的转速在580-620rpm，时间15-25分钟，氢含量≤0.12mL/100g，同时加入0.1-0.2%C2Cl6精炼剂。
[0009]优选的，所述S4中，控制铸造温度在680-700℃，控制拉速在80-120mm/min，控制冷却速度在5-10℃/s，控制铸锭直径在280-320mm。
[0010]优选的，所述S5中，均匀化退火采用双级均匀化退火，一级退火控制温度在480-500℃，保持12-18h，二级退火控制温度在500-520℃，保持12-18h，以及退火与二级退火之间升温速率≤50℃/h。
[0011]优选的，所述S6中，控制热挤压机的加热温度在430-450℃，控制保温时间在2-4h，控制挤压比在18：1-22：1，控制挤压速度在0.5-1.0m/min，控制热轧机的温度在400-420℃，控制道次压下率在15%-20%，控制总变形量≥75%，控制终轧厚度在2-5mm。
[0012]优选的，所述S7中，三级固溶中的第一级温度控制在450-470℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第二级温度控制在470-490℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第三级温度控制在490-510℃，固溶时间控制在0.3-0.7h，固溶后采用水淬进行冷却，控制水温在20-30℃，双级时效中的预时效温度控制在110-130℃时间控制在5-7h，主时效温度控制在150-170℃时间控制在7-9h。
[0013]优选的，所述S8中，激光切割时，激光功率控制在6-8kW，激光波长为1070nm，控制切割速度在3-5m/min，控制辅助氮气压力在0.8-1.2MPa，激光的焦点位置控制在材料表面下0.1-0.3mm，冲压时模具间隙为板厚的5%，控制冲压温度为140-160℃，控制冲压速度在5-10mm/s。
[0014]优选的，所述S9中，利用振动时效时控制频率在80-100Hz，控制振幅在0.5-1.0mm，利用表面钝化时采用15-25g/L的CrO3，控制pH在1.5-2.0，控制时间在3-8min，利用阳极氧化时，使用160-200g/L的H2SO4作为电解液，控制电压在16-20V，控制温度在18-22℃，控制氧化时间在20-30min，利用封闭处理时，控制沸水温度在98-100℃，控制时间在25-35min。
[0015]本发明提供了无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料及其制备工艺。具备以下有益效果：
1、本发明通过大量的铝作为基体，配合锂的加入可以显著降低铝合金的密度，在保证材料强度等性能的同时，有效减轻重量，同时通过镁、锰的合理配比，能在降低密度的基础上，提高材料的综合性能，使轻量化的同时兼顾结构强度等要求，从而解决了传统的无人机的高精密五金构件常采用洋白铜，但是由于洋白铜密度较大，因此容易导致无人机五金结构件重量较重，从而产生无人机的飞行性能以及续航能力下降的问题。
[0016]2、本发明通过热加工成型过程中，精确控制热挤压机和热轧机的工艺参数，如加热温度、保温时间、挤压比、挤压速度、道次压下率等，能够使材料的晶粒得到合理的细化和取向，提高材料的综合力学性能。
[0017]3、本发明通过激光切割时对激光功率、波长、切割速度、辅助氮气压力、焦点位置等参数的精确控制，能够实现对铝合金材料的高精度切割，满足无人机高精密结构件的尺寸精度和表面质量要求，冲压时合理控制模具间隙、冲压温度和冲压速度，有助于保证冲压成型的精度和质量，使结构件的形状和尺寸更加精确。
附图说明
[0018]图1为本发明的制备工艺步骤示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]请参阅附图1，本发明实施例提供无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料，包括以下重量份的原料：镁3.5-4.0、锰0.7-0.9、铬0.12-0.18、锌0.5-1.0、铜0.3-0.5、锂0.8-1.2、锆0.10-0.15、钪0.05-0.10、银0.1-0.2以及钛0.01-0.03，余下为铝。
[0021]具体的，通过镁能够提高铝合金的强度和硬度，细化晶粒;锰能够与铝形成金属间化合物，强化合金基体，提高强度;锌能够通过固溶强化和时效强化作用，显著提高铝合金的强度;铜能够与铝形成多种强化相，通过时效处理，这些强化相在基体中弥散析出，有效提高合金的强度和硬度;通过镁有助于提高铝合金的韧性和延展性;锂的密度小，加入后能够降低合金密度，同时能提高合金的弹性模量和延展性，使材料在保持一定强度的同时，具备更好的抗变形能力和抗冲击性能;通过钛可细化晶粒，使合金的组织更加均匀，从而改善合金的韧性和延展性;通过铬能够在合金表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧气和其他腐蚀性介质与合金基体接触，提高合金的耐腐蚀性;锰也有助于增强合金表面氧化膜的稳定性和完整性，从而进一步提高合金的耐蚀性;通过锌、镁等元素可降低铝合金的熔点，使合金在热加工过程中更容易发生塑性变形，降低热加工难度，提高热挤压、热轧等热加工工艺的成型效率和质量;通过锆能提高合金的再结晶温度，在热加工过程中抑制晶粒长大，有利于保持合金的组织稳定性和加工性能;通过钪可形成细小的Al3Sc相，这些相在高温下能有效阻碍位错运动和晶粒长大，提高合金的耐热性，使合金在较高温度下仍能保持较好的力学性能;通过银在一定程度上也有助于提高合金的高温稳定性;通过锂的低密度特性可显著降低铝合金的整体密度，实现材料的轻量化，从而解决了传统的无人机的高精密五金构件常采用洋白铜，但是由于洋白铜密度较大，因此容易导致无人机五金结构件重量较重，从而产生无人机的飞行性能以及续航能力下降的问题。
[0022]请参阅附图1，无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺包括以下步骤：S1、原料准备：按照配方称量各组份原料;
S2、熔炼：将原料依次加入中频感应炉，得到原料溶液;
S3、精炼：采用旋转喷吹脱气机对原料溶液进行精炼;
S4、铸造：将精炼后的原料倒入液压铸造机中采用半连续铸造工艺，通过液压铸造机，得到铸锭;
S5、均匀化处理：采用真空热处理炉对铸锭进行均匀化退火;
S6、热加工成型：对退火后的工件通过热挤压机进行热挤压，然后通过热轧机进行热轧;
S7、固溶时效处理：对热加工后的工件进行三级固溶以及双级时效处理;
S8、精密成型：通过激光切割，然后进行冲压;
S9、后处理：对成型后的工件进行振动时效、表面钝化、阳极氧化以及封闭处理。
[0023]具体的，S2、熔炼，通过频感应炉的高温环境可使各种金属原料充分溶解，尤其是对于一些熔点较高或在铝合金中溶解度有限的元素，如铬、锆等，能促使它们更好地融入铝基体，实现合金化，保证合金的综合性能;S3、精炼，通过旋转喷吹脱气机向原料溶液中喷入氩气等惰性气体，在旋转喷头的作用下，气体形成大量微小气泡分散于溶液中，由于溶液中氢气分压高于气泡内氢气分压，氢气会不断扩散至气泡中并随气泡上浮排出，有效降低溶液中氢含量，减少因氢气析出导致的气孔、疏松等缺陷，提高铝合金的致密度和力学性能;通过S4、铸造，能够将精炼后的液态铝合金转变为具有一定形状和尺寸的铸锭，为后续加工提供坯料，满足后续热加工及精密成型等工艺对坯料形状尺寸的要求;通过S5、均匀化处理，能够使铸锭内部的合金元素充分扩散，减少成分偏析，让镁、锰、铬、锌、铜、锂、锆、钪、银、钛等元素在铝合金基体中分布更加均匀，提高材料性能的一致性;S6、热加工成型，通过热挤压，材料在高温和高压作用下，内部的晶粒会被破碎和细化，使其组织更加均匀致密，能有效改善铸锭原始组织中存在的粗大晶粒、偏析等缺陷，提高材料的综合性能，通过热轧，材料在高温下受到轧制力的作用，晶粒会进一步被拉长和细化，形成更细小、均匀的等轴晶粒组织，能进一步提高材料的强度、韧性和塑性等综合性能，使材料具有更好的力学性能和加工性能;S7、固溶时效处理，通过三级固溶处理，在不同温度和时间条件下，能使铝合金中的强化相，如Mg2Si、Al2Cu等更充分地溶解到铝基体中，形成均匀的过饱和固溶体，为后续时效处理提供良好的组织基础，以便在时效过程中获得更多的强化相析出，从而有效提高材料的强度，双级时效处理采用不同的时效温度和时间组合，能够精确控制强化相的析出过程和形态，在第一级时效阶段，形成大量细小、弥散分布的预析出相，为第二级时效提供更多的形核位点，在第二级时效阶段，这些预析出相进一步长大并转变为稳定的强化相，使强化相的尺寸、数量和分布更加合理，从而显著提高材料的强度和硬度;通过S8、精密成型，利用高能量密度的激光束，能够实现对材料的高精度切割，切割精度可控制在毫米甚至微米级别，确保切割尺寸准确，轮廓光滑，通过模具和冲压设备的精确配合，能够将材料冲压成具有高精度尺寸和形状的零部件，确保产品的一致性和互换性，满足大规模生产中对零部件精度的要求;S9、后处理，通过振动时效能够使工件内部的残余应力在振动能量作用下得以释放和重新分布，降低整体残余应力水平，减少因残余应力导致的变形、开裂等问题，通过表面钝化能够在工件表面形成一层致密、稳定的钝化膜，这层钝化膜能够阻止外界的氧气、水和其他腐蚀性介质与金属基体接触，从而有效减缓金属的腐蚀速度，通过阳极氧化能够在工件表面生成一层硬度高、耐磨性好的氧化膜，这层氧化膜能够有效保护工件表面，减少在使用过程中因摩擦、磨损等造成的表面损伤，提高工件的耐磨性和使用寿命，通过封闭处理能够填充阳极氧化膜等表面膜层的孔隙，使膜层更加致密，阻止外界的腐蚀性介质通过孔隙进入基体，从而进一步提高工件的耐腐蚀性，增强防护效果。
[0024]请参阅附图1，S2中，中频感应炉工作时通过时采用氩气保护，氩气的流量控制在20-25L/min，加入原料前将中频感应炉的温度控制在720-750℃，先加入铝，然后依次加入铜、锰以及铬，保证每种金属之间间隔15-20分钟，然后将中频感应炉的温度控制在700-680℃然后加入镁，镁完全溶解后将中频感应炉的温度控制在680-660℃然后加入锌和银，然后控制中频感应炉的温度≤650℃加入锂、锆、钪以及钛。
[0025]具体的，通过中频感应炉工作时以20-25L/min的氩气流量作保护，隔绝空气，防止金属氧化，先将炉温升至720-750℃加入铝形成基础熔液，依次间隔15-20分钟加入铜、锰、铬，利于其均匀溶解与合金化;700-680℃加镁细化晶粒、脱氧;680-660℃加锌改善流动性、提升强度，通过加银优化导电、导热及抗氧化、抗腐蚀性能;温度≤650℃加入锂、锆、钪、钛，实现微合金化强化，稳定组织结构，最终制得成分均匀、性能优良的铝合金熔液。
[0026]请参阅附图1，S3中，氩气流量控制在15-20L/min，控制旋转喷吹脱气机的转速在580-620rpm，时间15-25分钟，氢含量≤0.12mL/100g，同时加入0.1-0.2%C2Cl6精炼剂。
[0027]具体的，通过15-20L/min的氩气流量配合580-620rpm转速的旋转喷吹脱气机，持续工作15-25分钟，能够促使氩气均匀分散于溶液中，高效吸附氢气，使氢含量降至≤0.12mL/100g，同时，加入0.1-0.2%C2Cl6精炼剂，能与杂质反应形成熔渣上浮，实现去除杂质、净化溶液、均匀合金成分的效果，提升铝合金的纯净度、致密度与综合性能。
[0028]请参阅附图1，S4中，控制铸造温度在680-700℃，控制拉速在80-120mm/min，控制冷却速度在5-10℃/s，控制铸锭直径在280-320mm。
[0029]具体的，通过将铸造温度控制在680-700℃，能够确保铝合金溶液具有良好的流动性，利于填充铸型，通过拉速保持在80-120mm/min，配合5-10℃/s的冷却速度，使铝合金有序凝固，能够细化晶粒，减少缩孔、缩松等缺陷，提升铸锭致密度与力学性能，通过控制铸锭直径在280-320mm，能保证铸锭尺寸精准，为后续热加工提供符合规格、质量稳定的坯料。
[0030]请参阅附图1，S5中，均匀化退火采用双级均匀化退火，一级退火控制温度在480-500℃，保持12-18h，二级退火控制温度在500-520℃，保持12-18h，以及退火与二级退火之间升温速率≤50℃/h。
[0031]具体的，通过双级均匀化退火，一级退火在480-500℃保持12-18小时，能够促使合金元素初步扩散，降低成分偏析程度，通过不超过50℃/h的升温速率升至500-520℃进行二级退火12-18小时能够进一步促进元素充分扩散、溶解第二相粒子并均匀分布，同时消除内应力，细化晶粒组织，为后续热加工及最终性能提升奠定均匀、稳定的组织基础。
[0032]请参阅附图1，S6中，控制热挤压机的加热温度在430-450℃，控制保温时间在2-4h，控制挤压比在18：1-22：1，控制挤压速度在0.5-1.0m/min，控制热轧机的温度在400-420℃，控制道次压下率在15%-20%，控制总变形量≥75%，控制终轧厚度在2-5mm。
[0033]具体的，通过热挤压机430-450℃加热，保温2-4小时，配合18：1-22：1的挤压比与0.5-1.0m/min的挤压速度，能够破碎铸锭粗大晶粒，使其组织致密，提升材料强度与韧性，通过热轧机在400-420℃工作，道次压下率15%-20%，总变形量≥75%，终轧厚度控制在2-5mm，进一步细化晶粒，改善材料各向异性，提高尺寸精度与表面质量，为后续加工提供性能优良、规格合适的坯料。
[0034]请参阅附图1，S7中，三级固溶中的第一级温度控制在450-470℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第二级温度控制在470-490℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第三级温度控制在490-510℃，固溶时间控制在0.3-0.7h，固溶后采用水淬进行冷却，控制水温在20-30℃，双级时效中的预时效温度控制在110-130℃时间控制在5-7h，主时效温度控制在150-170℃时间控制在7-9h。
[0035]具体的，通过三级固溶能够使强化相充分溶解，消除组织缺陷，均匀合金元素分布，通过水淬冷却控制水温20-30℃，固定过饱和固溶体状态，双级时效，通过110-130℃预时效5-7h形成预析出相，通过150-170℃主时效7-9h促使强化相大量均匀析出，显著提升材料强度、硬度，同时兼顾韧性，优化综合性能。
[0036]请参阅附图1，S8中，激光切割时，激光功率控制在6-8kW，激光波长为1070nm，控制切割速度在3-5m/min，控制辅助氮气压力在0.8-1.2MPa，激光的焦点位置控制在材料表面下0.1-0.3mm，冲压时模具间隙为板厚的5%，控制冲压温度为140-160℃，控制冲压速度在5-10mm/s。
[0037]具体的，通过激光切割能够实现高精度、高质量切割，切口平整光滑，热影响区小，通过冲压能够确保成型精度，优化材料性能，使工件尺寸精准、表面质量佳，满足高精密结构件制作要求，通过精密冲压和激光切割技术，实现部件减重70%，延伸率提升15%。
[0038]请参阅附图1，S9中，利用振动时效时控制频率在80-100Hz，控制振幅在0.5-1.0mm，利用表面钝化时采用15-25g/L的CrO3，控制pH在1.5-2.0，控制时间在3-8min，利用阳极氧化时，使用160-200g/L的H2SO4作为电解液，控制电压在16-20V，控制温度在18-22℃，控制氧化时间在20-30min，利用封闭处理时，控制沸水温度在98-100℃，控制时间在25-35min。
[0039]具体的，通过振动时效，能使工件残余应力与附加振动应力叠加，导致局部塑性变形，以降低和均化工件残余应力，提升尺寸稳定性与疲劳寿命;通过表面钝化，能够使工件表面形成致密氧化膜，显著提高耐腐蚀性，且不影响尺寸与外观，通过阳极氧化，能在工件表面生成坚硬、耐磨且吸附性强的氧化膜，增强耐腐蚀性、绝缘性与装饰性，通过封闭处理，可填充阳极氧化膜孔隙，进一步提升耐腐蚀性、耐磨性，防止污染物吸附，确保膜层稳定持久。
[0040]下面结合具体实施例做进一步介绍：
实施例1：
无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料，包括以下重量份的原料：镁3.5、锰0.7、铬0.12、锌0.5、铜0.3、锂0.8、锆0.10、钪0.05、银0.1以及钛0.01，余下为铝。
[0041]无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料的制备工艺包括以下步骤：
S1、原料准备：按照配方称量各组份原料;
S2、熔炼：将原料依次加入中频感应炉，得到原料溶液;
S3、精炼：采用旋转喷吹脱气机对原料溶液进行精炼;
S4、铸造：将精炼后的原料倒入液压铸造机中采用半连续铸造工艺，通过液压铸造机，得到铸锭;
S5、均匀化处理：采用真空热处理炉对铸锭进行均匀化退火;
S6、热加工成型：对退火后的工件通过热挤压机进行热挤压，然后通过热轧机进行热轧;
S7、固溶时效处理：对热加工后的工件进行三级固溶以及双级时效处理;
S8、精密成型：通过激光切割，然后进行冲压;
S9、后处理：对成型后的工件进行振动时效、表面钝化、阳极氧化以及封闭处理。
[0042]S2中，中频感应炉工作时通过时采用氩气保护，氩气的流量控制在20-25L/min，加入原料前将中频感应炉的温度控制在720-750℃，先加入铝，然后依次加入铜、锰以及铬，保证每种金属之间间隔15-20分钟，然后将中频感应炉的温度控制在700-680℃然后加入镁，镁完全溶解后将中频感应炉的温度控制在680-660℃然后加入锌和银，然后控制中频感应炉的温度≤650℃加入锂、锆、钪以及钛。
[0043]S3中，氩气流量控制在15-20L/min，控制旋转喷吹脱气机的转速在580-620rpm，时间15-25分钟，氢含量≤0.12mL/100g，同时加入0.1-0.2%C2Cl6精炼剂。
[0044]S4中，控制铸造温度在680-700℃，控制拉速在80-120mm/min，控制冷却速度在5-10℃/s，控制铸锭直径在280-320mm。
[0045]S5中，均匀化退火采用双级均匀化退火，一级退火控制温度在480-500℃，保持12-18h，二级退火控制温度在500-520℃，保持12-18h，以及退火与二级退火之间升温速率≤50℃/h。
[0046]S6中，控制热挤压机的加热温度在430-450℃，控制保温时间在2-4h，控制挤压比在18：1-22：1，控制挤压速度在0.5-1.0m/min，控制热轧机的温度在400-420℃，控制道次压下率在15%-20%，控制总变形量≥75%，控制终轧厚度在2-5mm。
[0047]S7中，三级固溶中的第一级温度控制在450-470℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第二级温度控制在470-490℃，固溶时间控制在0.8-1.2h，第三级温度控制在490-510℃，固溶时间控制在0.3-0.7h，固溶后采用水淬进行冷却，控制水温在20-30℃，双级时效中的预时效温度控制在110-130℃时间控制在5-7h，主时效温度控制在150-170℃时间控制在7-9h。
[0048]S8中，激光切割时，激光功率控制在6-8kW，激光波长为1070nm，控制切割速度在3-5m/min，控制辅助氮气压力在0.8-1.2MPa，激光的焦点位置控制在材料表面下0.1-0.3mm，冲压时模具间隙为板厚的5%，控制冲压温度为140-160℃，控制冲压速度在5-10mm/s。
[0049]S9中，利用振动时效时控制频率在80-100Hz，控制振幅在0.5-1.0mm，利用表面钝化时采用15-25g/L的CrO3，控制pH在1.5-2.0，控制时间在3-8min，利用阳极氧化时，使用160-200g/L的H2SO4作为电解液，控制电压在16-20V，控制温度在18-22℃，控制氧化时间在20-30min，利用封闭处理时，控制沸水温度在98-100℃，控制时间在25-35min。
[0050]实施例2：
本实施例与上述实施例1不同之处在于：
一种高抗磁不锈钢配方，包括以下百分比原料：镁3.75、锰0.8、铬0.15、锌0.75、铜0.4、锂1、锆0.125、钪0.075、银0.15以及钛0.02，余下为铝。
[0051]实施例3：
本实施例与上述实施例1不同之处在于：
一种高抗磁不锈钢配方，包括以下百分比原料：镁4.0、锰0.9、铬0.18、锌1.0、铜0.5、锂1.2、锆0.15、钪0.10、银0.2以及钛0.03，余下为铝。
[0052]表1：
对比实施例1实施例2实施例3标准值平面度(mm)0.0570.0550.050.06抗拉强度(MPa)340400460300伸长率(%)12182010
上述表格中对比为传统的洋白铜材料，通过表1可知不同分量的镁、锰、铬、锌、铜、锂、锆、钪、银以及钛，余下为铝，可以影响AL50铝合金的组织结构和性能，通过各元素相互配合，构建低密度AL50铝合金，从而解决了传统的无人机的高精密五金构件常采用洋白铜，但是由于洋白铜密度较大，因此容易导致无人机五金结构件重量较重，从而产生无人机的飞行性能以及续航能力下降的问题。
[0053]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
说明书附图(1)
声明：
“无人机高精密结构件的轻量化铝合金材料及其制备工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：深圳市铭恒达精密技术有限公司
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