一種2017鋁合金板材的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種2017鋁合金板材的加工方法，包括：將2017鋁合金板材在490～510℃淬火，保溫5～30小時；將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為20～30kv/cm，溫度為380～420℃，保溫時間為1～10小時；壓縮變形后，對2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理。本發(fā)明在鋁合金板材淬火后，首先在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，然后施加壓縮變形，在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，從而在多級時效處理、壓縮變形、電場以及溫度的多重作用下，減少了2017鋁合金的晶間腐蝕以及應(yīng)力腐蝕，保證了2017鋁合金板材具有良好的耐腐蝕性能。
【專利說明】一種2017鋁合金板材的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種2017鋁合金板材的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是以鋁為基的合金總稱，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素 有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成 各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用。
[0003] 鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類：鑄造鋁合金按化學(xué) 成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，鑄造鋁合金在鑄態(tài)下 使用。變形鋁合金能承受壓力加工，可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材，主要用于制造航 空器材、建筑用門窗等。形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁 合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能，只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng) 化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以 通過淬火和時效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金 等。
[0004] 2017鋁合金為鋁-銅-鎂系中的典型硬鋁合金，強(qiáng)度高，廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、 卡車輪轂、螺旋槳元件及其他結(jié)構(gòu)件。2017鋁合金在熱狀態(tài)、退火和新淬火狀態(tài)下成形性能 都比較好，熱處理強(qiáng)化效果顯著，但是抗蝕性較差。
[0005] 申請?zhí)枮?00710072139. 7的中國專利文獻(xiàn)公開了一種航空用鋁合金預(yù)拉伸板材 及其生產(chǎn)方法，包括步驟：將鋁合金毛料在468°C?472°C的條件下進(jìn)行淬火，在淬火后的 4?6小時內(nèi)用拉伸機(jī)對毛料按照拉伸量為1. 5?3. 0%的參數(shù)進(jìn)行預(yù)拉伸，并在溫度為 115°C?125°C，保溫時間為14?18小時的條件下對于拉伸后的毛料進(jìn)行時效處理。該專 利解決的問題是板材在淬火的急速冷卻過程中，板材的表面層與板材的中心層的冷卻速度 不一致，而使板材表面和中心產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而產(chǎn)生加工變形的問題。然而，該專利公開 的方法不能提高2017鋁合金的耐腐蝕性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種2017鋁合金板材的加工方法，該方法提高 了 2017鋁合金板材的耐腐蝕性。
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種2017鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟a)將2017鋁合金板材在490?510°C淬火，保溫5?30小時；
[0009] 步驟b)將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度 為20?30kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間為1?10小時；
[0010] 步驟C)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1 %?3%的壓 縮變形；
[0011] 步驟d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處 理，電場強(qiáng)度為1?l〇kv/cm，溫度為340?370°C，保溫時間為1?10小時。
[0012] 優(yōu)選的，所述淬火的溫度為495°C?510°C。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟a)的保溫時間為10?20小時。
[0014] 優(yōu)選的，所述一級時效處理的電場強(qiáng)度為22?28kv/cm。
[0015] 優(yōu)選的，所述一級時效處理的溫度為380?400°C。
[0016] 優(yōu)選的，所述一級時效處理的保溫時間為1?5小時。
[0017] 優(yōu)選的，對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1%?2%的壓 縮變形。
[0018] 優(yōu)選的，所述二級時效處理的電場強(qiáng)度為2?6kv/cm。
[0019] 優(yōu)選的，所述二級時效處理的溫度為350?360°C。
[0020] 優(yōu)選的，還包括：
[0021] 將二級時效處理后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行三級時效處理， 電場強(qiáng)度為11?18kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間為1?5小時。
[0022] 本發(fā)明提供了一種2017鋁合金板材的加工方法，包括：將2017鋁合金板材在 490?510°C淬火，保溫5?30小時；將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級 時效處理，電場強(qiáng)度為20?30kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間為1?10小時；壓縮 變形后，對2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明在鋁合金板材淬火后，首先在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，然后施加壓 縮變形，在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，從而在多級時效處理、壓縮變形、電場 以及溫度的多重作用下，減少了 2017鋁合金的晶間腐蝕以及應(yīng)力腐蝕，保證了 2017鋁合金 板材具有良好的耐腐蝕性能。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種2017鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：步驟a)將 2017鋁合金板材在490?510°C淬火，保溫5?30小時；步驟b)將2017鋁合金板材在電 場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為20?30kv/cm，溫度為380?420°C，保 溫時間為1?10小時；步驟c)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加 1 %?3 %的壓縮變形；步驟d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn) 行二級時效處理，電場強(qiáng)度為1?lOkv/cm，溫度為340?370°C，保溫時間為1?10小時。
[0025] 本發(fā)明在鋁合金板材淬火后，首先在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，然 后施加壓縮變形，在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，從而在多級時效處理、壓縮 變形、電場以及溫度的多重作用下，減少了 2017鋁合金的晶間腐蝕以及應(yīng)力腐蝕，保證了 2017鋁合金板材具有良好的耐腐蝕性能。
[0026] 按照本發(fā)明，所述2017鋁合金板材的成分包括：0· 2wt%?0· 8wt%的（重量百 分比）的SK0· 7wt%的Fe、3. 5wt%?4. 5wt%的Cu、0. 4wt%?lwt%的Mn、0. 4wt%? 0· 8wt% 的Mg、< 0·lwt% 的Cr、< 0· 25wt% 的Zn、< 0· 15wt% 的Ti、余量的Al。
[0027] 按照本發(fā)明，將2017鋁合金鑄成鋁合金鑄錠后，乳制所述鋁合金鑄錠形成鋁合金 板材，所述軋制包括一次或多次熱軋，和在一次熱軋之后的冷軋、或在多次熱軋之間的冷軋 或多次熱軋之后的冷軋。對于熱軋溫度，優(yōu)選為450°C?500°C，優(yōu)選為460?480°C。按照 本發(fā)明，所述2017錯合金板材的厚度優(yōu)選為5mm?50mm，更優(yōu)選為IOmm?30mm，最優(yōu)選為 26mm〇
[0028] 軋制2017鋁合金得到鋁合金板材后，對鋁合金板材進(jìn)行淬火處理。對于淬火溫 度，優(yōu)選為495°C?510°C，更優(yōu)選為510°C。所述淬火的保溫時間優(yōu)選為10?20小時，更 優(yōu)選為10小時。保溫后，對于淬火的冷卻方法，本發(fā)明無特別限制，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的方法，例如油冷或水冷。
[0029] 淬火后，將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理。所述一級 時效處理的電場強(qiáng)度優(yōu)選為22?28kv/cm，更優(yōu)選為23?27kv/cm，更優(yōu)選為24?26kv/ cm;所述一級時效處理的溫度優(yōu)選為380?400°C，更優(yōu)選為390°C;所述一級時效處理的保 溫時間優(yōu)選為1?5小時，更優(yōu)選為2?4小時。
[0030] 為了進(jìn)一步提高2017鋁合金板材最終的強(qiáng)度以及提高鋁合金的耐腐蝕性能，對 一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1 %?3 %的壓縮變形，更優(yōu)選的，對 一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1 %?2 %的壓縮變形；最優(yōu)選的，對 一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加2%的壓縮變形。
[0031] 對于施加壓縮變形的溫度，優(yōu)選在室溫下進(jìn)行。即保持鋁合金板的溫度在室溫，然 后對其在厚度方向上施加壓縮變形。對于施加壓縮變形的方法和設(shè)備，本發(fā)明無特別的限 制，優(yōu)選在軋機(jī)上進(jìn)行。
[0032] 然后，進(jìn)一步對壓縮變形后的2017鋁合金板材進(jìn)行二級時效處理。所述二級時 效處理的電場強(qiáng)度優(yōu)選為3?5kv/cm，更優(yōu)選為4kv/cm;所述二級時效處理的溫度優(yōu)選為 350?360°C，更優(yōu)選為355°C;所述二級時效處理的保溫時間優(yōu)選為1?5小時，更優(yōu)選為 2?4小時，更優(yōu)選為3小時。
[0033] 本發(fā)明將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理和二級時效 處理，并且與壓縮變形結(jié)合使用，時效處理的溫度、時間、電場強(qiáng)度等，保證了 2017鋁合金 板材在具有良好力學(xué)性能的同時,提高了 2017鋁合金板材耐腐蝕性能。
[0034] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明還包括：將二級時效處理后的2017鋁合金板材在電場-溫 度多外場下進(jìn)行三級時效處理，電場強(qiáng)度為11?18kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間 為1?5小時。所述三級時效處理的電場強(qiáng)度優(yōu)選為11?13kv/cm，更優(yōu)選為12?13kv/ cm;所述三級時效處理的溫度優(yōu)選為380?400°C，更優(yōu)選為390°C;保溫時間優(yōu)選為1?2 小時，更優(yōu)選為2小時。
[0035] 本發(fā)明所述時效處理是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的將冷變形后的鋁合金加熱或降 溫至一定溫度進(jìn)行保溫的工序。
[0036] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說 明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] a)取厚度為26mm的2017錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 500°C，保溫時間為10小時，冷卻方式為水冷；
[0039] b)將2017錯合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為 25kv/cm，溫度為380°C，保溫時間為1小時；
[0040] C)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加2%的壓縮變形； [0041]d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，電 場強(qiáng)度為5kv/cm，溫度為350°C，保溫時間為5小時。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] a)取厚度為26mm的2017錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 500°C，保溫時間為10小時，冷卻方式為水冷；
[0044] b)將2017錯合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為 20kv/cm，溫度為420°C，保溫時間為1小時；
[0045] c)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1 %的壓縮變形；
[0046] d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，電 場強(qiáng)度為5kv/cm，溫度為350°C，保溫時間為5小時。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] a)取厚度為26mm的2017錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 500°C，保溫時間為10小時，冷卻方式為水冷；
[0049] b)將2017錯合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為 30kv/cm，溫度為400°C，保溫時間為10小時；
[0050] c)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加3%的壓縮變形；
[0051]d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，電 場強(qiáng)度為3kv/cm，溫度為350°C，保溫時間為5小時。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] a)取厚度為26mm的2017錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 500°C，保溫時間為10小時，冷卻方式為水冷；
[0054] b)將2017錯合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為 30kv/cm，溫度為400°C，保溫時間為10小時；
[0055] c)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加3%的壓縮變形；
[0056] d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理，電 場強(qiáng)度為9kv/cm，溫度為370°C，保溫時間為2小時；
[0057] e)將二級時效處理后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行三級時效處 理，電場強(qiáng)度為15kv/cm，溫度為390°C，保溫時間為3小時。
[0058] 分別將未經(jīng)加工的2017鋁合金試樣以及實(shí)施例1?4時效處理后的2017鋁合金 試樣放入10%NaOH和5%HCl溶液中，在室溫腐蝕100小時，腐蝕失重結(jié)果如表1所示。
[0059] 表1實(shí)施例的鋁合金板材的腐蝕失重結(jié)果
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 一種2017鋁合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟a)將2017鋁合金板材在490?510°C淬火，保溫5?30小時； 步驟b)將2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行一級時效處理，電場強(qiáng)度為 20?30kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間為1?10小時； 步驟c)對一級時效處理后的2017鋁合金板材在厚度方向上施加1 %?3%的壓縮變 形； 步驟d)將壓縮變形后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行二級時效處理， 電場強(qiáng)度為1?l〇kv/cm，溫度為340?370°C，保溫時間為1?10小時。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的溫度為495°C?510°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟a)的保溫時間為10?20 小時。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一級時效處理的電場強(qiáng)度為 22 ?28kv/cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一級時效處理的溫度為380? 400。。。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一級時效處理的保溫時間為1? 5小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，對一級時效處理后的2017鋁合金板 材在厚度方向上施加1 %?2%的壓縮變形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述二級時效處理的電場強(qiáng)度為2? 6kv/cm〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述二級時效處理的溫度為350? 360。。。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，還包括： 將二級時效處理后的2017鋁合金板材在電場-溫度多外場下進(jìn)行三級時效處理，電場 強(qiáng)度為11?18kv/cm，溫度為380?420°C，保溫時間為1?5小時。
【文檔編號】C22F1/057GK104357775SQ201410578248
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳帆 申請人:陳帆