專利名稱：一種高強(qiáng)鋁合金的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬的熱處理工藝，尤其涉及一種高強(qiáng)鋁合金的一種熱處理工 藝。
背景技術(shù)：
近年來，Al-Zn-Mg-Cu高強(qiáng)變形鋁合金在航空、航天、兵器和交通等行業(yè)等領(lǐng)域得 到了廣泛應(yīng)用，特別是對輕量化程度要求高的重要結(jié)構(gòu)件，大多數(shù)采用變形鋁合金制造，并 對其進(jìn)行熱處理以獲得高的強(qiáng)韌性。時(shí)效熱處理可以改變鋁合金中的析出相的類型、尺寸大小、數(shù)量和分布，從而影響 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的綜合力學(xué)性能及抗腐蝕性能，其中晶內(nèi)析出相特征是控制合金強(qiáng)度 的主要因素。晶內(nèi)析出相尺寸小密度高且不易被位錯(cuò)切割，有利于提高合金的強(qiáng)度；晶界析 出相特征主要影響合金的塑性、韌性和抗腐蝕性能，晶界析出相數(shù)量少、尺寸小和不連續(xù)分 布均有利于提高合金的塑性、韌性和抗腐蝕性能。因此，如何控制熱處理過程中晶內(nèi)和晶界 析出相的特征，對于提高合金綜合力學(xué)性能與抗腐蝕性能有重要意義。Al-Zn-Mg-Cu系高強(qiáng)度鋁合金，在淬火和人工時(shí)效狀態(tài)下具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)(1) 屈服強(qiáng)度接近抗拉強(qiáng)度，強(qiáng)度儲備不夠；(2)抗腐蝕性能差。以上兩點(diǎn)制約了該系列合金的 廣泛工業(yè)應(yīng)用。因此，在保持高強(qiáng)度的同時(shí)，改善合金的強(qiáng)度儲備和抗腐蝕性能成為該系列 合金的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決Al-Zn-Mg-Cu鋁合金強(qiáng)度高，強(qiáng)度儲備不夠且抗腐蝕性 能較差的問題，采取逐級降溫三級時(shí)效工藝，在使合金保持較高抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，具有較好 的強(qiáng)度儲備和抗腐蝕性能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是對高強(qiáng)鋁合金依次進(jìn)行固溶處理、一次淬火處理、第一級高溫短時(shí)時(shí)效處理、二次 淬火處理、第二級中溫短時(shí)時(shí)效處理、三次淬火處理、第三級低溫長時(shí)時(shí)效處理。本發(fā)明提供的改善高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能并提高其抗腐蝕性能的熱處理工藝， 固溶處理的工藝參數(shù)為——溫度460 490°C，時(shí)間30 180min。淬火處理冷卻至室溫， 淬火介質(zhì)為室溫水(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0. 5min)。本發(fā)明提供的改善高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能，并提高其抗腐蝕性能的熱處理工 藝，第一級高溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為溫度150 190°C，時(shí)間10 30min。淬火處理 冷卻至室溫，淬火介質(zhì)為室溫水(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0. 5min)。本發(fā)明提供的改善高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能，并提高其抗腐蝕性能的熱處理工 藝，第二級中溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為溫度110 140°C，時(shí)間10 30min。淬火處理 冷卻至室溫，淬火介質(zhì)為室溫水(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0. 5min)。本發(fā)明提供的改善高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能，并提高其抗腐蝕性能的熱處理工
3藝，第三級低溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為——溫度60 100°C，時(shí)間1200 2400min。空
冷至室溫。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明在不降低高強(qiáng)度鋁合金抗拉強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，改善了合金的綜合力學(xué)性能且 提高了其耐腐蝕性。本發(fā)明所采用的熱處理工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式實(shí)驗(yàn)環(huán)境室溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備普通熱處理爐、淬火水槽(水溫為室溫)實(shí)驗(yàn)材料7A04鋁合金(成分如表1所示)、直徑70mm棒材表17A04鋁合金成分
權(quán)利要求
一種改善Al Zn Mg Cu系高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能的熱處理工藝，其特征在于該工藝對高強(qiáng)鋁合金依次進(jìn)行固溶處理、一次淬火處理、高溫短時(shí)時(shí)效處理、二次淬火處理、中溫短時(shí)時(shí)效處理、低溫長時(shí)時(shí)效處理。1)上述固溶處理的工藝參數(shù)為溫度460～490℃，時(shí)間30～180min。2)上述一次淬火處理冷卻至室溫，淬火介質(zhì)為室溫水，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min。3)上述高溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為溫度150～190℃，時(shí)間10～30min。4)上述二次淬火處理冷卻至室溫，淬火介質(zhì)為室溫水，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min。5)上述中溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為溫度110～140℃，時(shí)間10～30min。6)上述三次淬火處理冷卻至室溫，淬火介質(zhì)為室溫水，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min。7)上述低溫短時(shí)時(shí)效處理的工藝參數(shù)為溫度60～100℃，時(shí)間1200～2400min。
2.根據(jù)要求1所述的一種改善Al-Zn-Mg-Cu系高強(qiáng)鋁合金綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能 的熱處理工藝，其特征在于將軋制直徑70mm的7A04鋁合金峰值時(shí)效狀態(tài)棒材，其成分(wt. % )為Al-5. 57Zn-l. 96Mg-l. 44Cu_0. 4IMn-0. 21Cr-0. 19Fe_0. 05Τ -0. 05Si ；1)對7A04鋁合金進(jìn)行固溶處理，使溫度保持在465 480°C，放入試樣，當(dāng)?shù)竭_(dá)固溶溫 度時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫lh，然后迅速水淬(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min)；2)對7A04鋁合金進(jìn)行第一級人工時(shí)效處理，將爐溫保持在160°C，放入試樣，當(dāng)?shù)竭_(dá)第 一級時(shí)效溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫15min，然后迅速水淬(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min)；3)對7A04鋁合金進(jìn)行第二級人工時(shí)效處理，將爐溫保持在120°C，放入試樣，當(dāng)?shù)竭_(dá)第 二級時(shí)效溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫15min，然后迅速水淬(淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過0.5min)；4)對7A04鋁合金進(jìn)行第三級人工時(shí)效處理，將爐溫保持在85°C，放入試樣，當(dāng)?shù)竭_(dá)第 三級時(shí)效溫度時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫36h，出爐后空冷至室溫。
全文摘要
一種高強(qiáng)鋁合金的熱處理工藝，該工藝對高強(qiáng)鋁合金依次進(jìn)行固溶處理、一次淬火處理、高溫短時(shí)時(shí)效處理、二次淬火處理、中溫短時(shí)時(shí)效處理、低溫長時(shí)時(shí)效處理，本工藝改善了合金的綜合力學(xué)性能，并提高了抗腐蝕性能，擴(kuò)大了高強(qiáng)鋁合金的應(yīng)用范圍。
文檔編號C22F1/053GK101956151SQ201010518020
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者馮霞, 宋繼曉, 徐磊, 戴光澤, 莫爾遂, 趙君文, 韓靖, 黃興民 申請人:四川城際軌道交通材料有限責(zé)任公司;戴光澤