本發(fā)明提供減少7xxx系列合金的人工老化時間的方法。目前，典型的7xxx系列合金的人工老化時間可能長達(dá)24小時。本發(fā)明允許顯著減少老化時間和提高生產(chǎn)率，以實現(xiàn)所期望的強度和伸長率特性，從而節(jié)省能量、時間和金錢。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)上，汽車車身結(jié)構(gòu)主要由鋼薄板材制成。然而，最近汽車行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了用較輕的鋁薄板材代替較重的鋼薄板材的趨勢。

然而，為了使汽車車身薄板材可以接受，鋁合金不僅必須具有例如強度和耐腐蝕性的必要特性，而且還必須表現(xiàn)出良好的延展性和韌性。

大多數(shù)用于汽車行業(yè)中的鋁合金是鋁-鎂或5xxx系列合金，以及鋁-鎂-硅或6xxx系列合金。雖然汽車行業(yè)已經(jīng)看到用于汽車制造的高強度和超高強度鋼的出現(xiàn)，但是5xxx和6xxx系列合金已經(jīng)達(dá)到了其強度潛力。然而，鋁-鋅或7xxx系列合金提供比5xxx或6xxx合金顯著更高的強度，因而使其成為替代高強度鋼的優(yōu)異候選者。7xxx系列合金的缺點之一是實現(xiàn)峰值強度所需的人工老化時間過長(長達(dá)24小時或更長時間)。相比之下，汽車行業(yè)熟悉的是通常不到30分鐘的烤漆時間。為了順利實施7xxx系列合金進(jìn)入汽車行業(yè)，需要減少人工老化時間。

因此，需要使7xxx合金實現(xiàn)所期望的強度和延展性特性且同時減少老化時間、能量和成本的改進(jìn)方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所涵蓋的實施方案由權(quán)利要求書而不是發(fā)明內(nèi)容限定。本發(fā)明內(nèi)容是對本發(fā)明的各個方面的高級概述，并且介紹了在下面的具體實施方式部分中進(jìn)一步描述的一些概念。本發(fā)明內(nèi)容不旨在鑒定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，也不旨在孤立使用以確定所要求保護的主題的范圍。應(yīng)通過參考整個說明書的適當(dāng)部分、任何或所有的附圖和每個權(quán)利要求來理解所述主題。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，并提供了減少7xxx系列合金的人工老化時間的方法。目前，典型的7xxx系列合金的人工老化時間可能長達(dá)24小時。本發(fā)明允許7xxx合金的卷材或成形部件的老化時間顯著減少并節(jié)省能量、時間、金錢以及工廠和倉庫儲存空間。

本發(fā)明還提供在使薄板材經(jīng)受約180℃的烤漆條件約30分鐘后實現(xiàn)所期望的強度且同時保持所期望的伸長率的益處。

本發(fā)明提供了用于減少7xxx系列合金的人工老化持續(xù)時間的最佳的溫度和時間。提出了不同的溫度、暴露于這些溫度的持續(xù)時間和加熱步驟的數(shù)目，以實現(xiàn)減少的人工老化時間，同時達(dá)到所期望的強度和延展性的機械性能。

在一個實施方案中，使用一步老化法來用短的老化時間達(dá)到所期望的機械性能。

在另一個實施方案中，使用兩步老化法來用短的老化時間達(dá)到所期望的機械性能。

在另一個實施方案中，使用三步老化法來用短的老化時間達(dá)到所期望的機械性能。

對于7xxx系列合金，本發(fā)明將老化時間從目前使用的約24小時減少到少于4小時或少于2小時。目前使用的過長的人工老化時間降低了7xxx系列合金生產(chǎn)中的效率和產(chǎn)量，增加了生產(chǎn)7xxx系列合金所需的能耗，并且自然老化7xxx系列合金的卷材或汽車沖壓部件需要占據(jù)更多的占地面積。此外，典型的預(yù)老化實際操作導(dǎo)致屈服強度顯著增加。本發(fā)明在預(yù)老化后導(dǎo)致強度顯著增加，特別是汽車工藝鏈中通常使用的固溶熱處理以及烤漆操作后的第一周內(nèi)。

在實施方案中，在汽車應(yīng)用中，烤漆步驟可以作為第二或第三人工老化步驟并入，以減少總體老化周期時間。

本發(fā)明可以顯著減少7xxx薄板材的老化周期時間。這在制造期間轉(zhuǎn)化為更高的生產(chǎn)率和降低的能源使用。消費者還可以使用本發(fā)明來減少運輸行業(yè)各個方面的制造商(包括但不限于汽車、卡車、摩托車、飛機、航天器、自行車、鐵路客車和船舶的制造商)特別關(guān)注的老化周期時間。本發(fā)明特別適用于汽車行業(yè)。

附圖說明

圖1顯示了在限定的持續(xù)時間和溫度下的單一加熱步驟且接著在室溫下自然老化對屈服強度(y.s.，以mpa計)和伸長率(el％)的影響。

圖2顯示了在限定的持續(xù)時間和溫度下的兩步加熱后的屈服強度(y.s.，以mpa計)和伸長率(el％)的雙重老化響應(yīng)。

圖3是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為70℃持續(xù)6小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時或6小時，或者175℃持續(xù)1小時或6小時。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖4是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為100℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時或6小時，或者175℃持續(xù)1小時或6小時。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖5是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為100℃持續(xù)6小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時或6小時，或者175℃持續(xù)1小時或6小時。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖6是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為120℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時或6小時，或者175℃持續(xù)1小時或6小時。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖7是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為100℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖8是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為120℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖9是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為70℃持續(xù)6小時，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖10是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為110℃持續(xù)6小時，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖11是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為125℃持續(xù)6小時，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖12是兩步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為125℃持續(xù)24小時(t6條件)，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。第二加熱步驟緊接在第一步驟之后或3小時后發(fā)生。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。特性在室溫下測量。

圖13是三步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為100℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時，并且第三加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖14是三步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為120℃持續(xù)1小時，接著第二加熱步驟為150℃持續(xù)1小時，并且第三加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。顯示了對屈服強度和伸長率的影響。

圖15是一步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為110℃持續(xù)6小時，接著空氣冷卻到室溫(----線)或以3℃/小時的速率冷卻到目標(biāo)溫度50℃(--·--·--線)。顯示了在t4條件下對屈服強度和伸長率的影響。

圖16是一步老化法的示意圖，其中第一加熱步驟為125℃持續(xù)6小時，接著空氣冷卻到室溫(----線)或以3℃/小時的速率冷卻到目標(biāo)溫度50℃(--·--·--線)。顯示了在t4條件下對屈服強度和伸長率的影響。

具體實施方式

定義和描述：

如本文所用，術(shù)語“發(fā)明”和“本發(fā)明”旨在廣泛地指代本專利申請和下文權(quán)利要求的所有主題。應(yīng)理解包含這些術(shù)語的陳述不是限制本文所描述的主題或限制下文專利權(quán)利要求的含義或范圍。

在本說明書中，提及由aa號碼和其它相關(guān)名稱(例如“系列”)識別的合金。為了理解最常用于命名和識別鋁及其合金的編號命名系統(tǒng)，參見美國鋁協(xié)會出版的“鍛造鋁和鍛造鋁合金的國際合金命名和化學(xué)組成極限值”或“呈鑄件和鑄錠形式的鋁合金的鋁協(xié)會合金命名和化學(xué)組成極限值的登記記錄”。

除非上下文另有明確規(guī)定，否則如本文所用的“一”和“所述”的含義包括單數(shù)個和復(fù)數(shù)個所指物。

本發(fā)明提供了一種處理7xxx合金以加速老化并達(dá)到所期望的強度和延展性的方法。在一些實施方案中，在固溶熱處理(sht)之后，將7xxx合金薄板材在一個老化步驟中加熱到130℃至150℃范圍內(nèi)的溫度持續(xù)1至5小時。在其它實施方案中，在sht之后，將7xxx合金薄板材在第一老化步驟中加熱到50℃至120℃范圍內(nèi)的溫度持續(xù)0.5至6小時(或70℃至120℃持續(xù)1至6小時)，并將所述合金薄板材在第二老化步驟中加熱到150℃至175℃的溫度持續(xù)1至6小時?？蛇x地，在第一加熱步驟之后，所述合金薄板材經(jīng)受180℃的烤漆溫度持續(xù)30分鐘。在其它實施方案中，在sht之后，將7xxx合金薄板材在三個連續(xù)的老化步驟中進(jìn)行加熱，其中第一老化步驟在100℃至120℃的溫度下持續(xù)1小時，第二老化步驟在150℃下持續(xù)1小時，并且第三老化步驟在180℃的溫度下持續(xù)30分鐘。

應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所有敘述的溫度和溫度范圍都可以包括所述范圍的上限和下限的±5℃。因此，例如，上文在第一老化步驟中所述的70℃至120℃的范圍還包括65℃至125℃、70℃至125℃、75℃至125℃、65℃至120℃、75℃至120℃、65℃至115℃、70℃至115℃和75℃至115℃。

在實驗室用爐子達(dá)到所述溫度需要大約兩分鐘。在工業(yè)設(shè)置中的固溶熱處理(cash)之后的預(yù)老化步驟中使用這個概念意味著當(dāng)其通過預(yù)老化爐時相對快速地加熱薄板材。在這種情況下，達(dá)到所期望溫度的加熱時間更快，低于1分鐘。然而，如果兩步老化法將在卷材上分別使用，則所述卷材可能需要約6小時來加熱到所期望的溫度，這取決于爐子的結(jié)構(gòu)及其初始設(shè)定溫度。

這種方法中可使用各種7xxx合金，包括(但不限于)7075、7010、7040、7050、7055、7150、7085、7016、7020、7021、7022、7029和7039。本申請中測試和呈現(xiàn)的7075合金樣品都是2mm規(guī)格軋制薄板材。所采用的測試方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)astmb557-10已知的：tys、uts、n、r、ue、總伸長率、應(yīng)力-應(yīng)變曲線(http：//www.astm.org/database.cart/historical/b557-10.htm)。

在本文提供的一些實施例中，將7xxx合金在50秒內(nèi)從室溫加熱到480℃的固溶熱處理(sht)溫度，在480℃保持90秒，然后冷卻到450℃，然后以大于150℃/秒的冷卻速率快速冷卻到室溫。接著，發(fā)生第一步驟老化。薄板材在約2分鐘內(nèi)被加熱到選定的溫度。注意，這個2分鐘加熱步驟適用于實驗室規(guī)模的樣品，而工業(yè)規(guī)模的加熱將需要如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所知的額外時間。

對于單一老化步驟的實施方案，測試130℃和150℃的溫度持續(xù)1或5小時。

對于兩個老化步驟的實施方案，測試了70℃、100℃、110℃、120℃和125℃的第一步驟溫度。對于大部分的這些溫度測試1或6小時的持續(xù)時間。在一些實施方案中，在步驟一的1或6小時持續(xù)時間后，然后將樣品加熱到150℃或175℃的目標(biāo)溫度并保持1或6小時持續(xù)時間。在其它實施方案中，在步驟一的1小時持續(xù)時間后或在6小時持續(xù)時間后，然后將樣品加熱到180℃的溫度持續(xù)約30分鐘，如汽車行業(yè)中的烤漆條件所通常進(jìn)行的。如本文所述的烤漆溫度條件是指在180℃的溫度下加熱約30分鐘。

對于三個老化步驟的實施方案，對于100℃和120℃的第一步驟溫度測試1小時的持續(xù)時間，接著是150℃的第二步驟溫度持續(xù)1小時，接著是180℃的第三步驟溫度持續(xù)30分鐘。

本發(fā)明用于在7xxx鋁合金薄板材中實現(xiàn)所期望的屈服強度和伸長率的一種方法通常包括：

a)將所述薄板材快速加熱到450℃至510℃的溫度；

b)將所述薄板材保持在450℃至510℃長達(dá)20分鐘；

c)將所述薄板材在大于50℃/秒下快速冷卻到室溫；

d)將所述薄板材加熱到約50℃至150℃的溫度；

e)將所述薄板材在約50℃至150℃的溫度下保持約0.5至6小時的持續(xù)時間；

f)將所述薄板材加熱到約150℃至200℃的溫度；和

g)將所述薄板材在約150℃至200℃的溫度下保持約0.5至6小時的持續(xù)時間。

在本發(fā)明的另一個實施方案中，用于在7xxx鋁合金薄板材中實現(xiàn)所期望的屈服強度和伸長率的方法包括：

a)將所述薄板材快速加熱到約450℃至約510℃的溫度；

b)將所述薄板材在450℃至510℃下保持長達(dá)20分鐘；

c)將所述薄板材在大于50℃/秒下快速冷卻到室溫；

d)將所述薄板材加熱到約110℃至約125℃的溫度；

e)將所述薄板材在約110℃至約125℃的溫度下保持約6小時的持續(xù)時間；

f)將所述薄板材加熱到約180℃的溫度；和

g)將所述薄板材在約180℃的溫度下保持約0.5小時的持續(xù)時間。

在本發(fā)明的另一個實施方案中，用于在7xxx鋁合金薄板材中實現(xiàn)所期望的屈服強度和伸長率的方法包括：

a)將所述薄板材快速加熱到約450℃至約510℃的溫度；

b)將所述薄板材在450℃至510℃下保持長達(dá)20分鐘；

c)將所述薄板材在大于50℃/秒下快速冷卻到室溫；

d)將所述薄板材加熱到約130℃至約150℃的溫度；

e)將所述薄板材在約130℃至約150℃的溫度下保持約1-5小時的持續(xù)時間。

在本發(fā)明的另一個實施方案中，用于在7xxx鋁合金薄板材中實現(xiàn)所期望的屈服強度和伸長率的方法包括：

a)將所述薄板材快速加熱到約450℃至約510℃的溫度；

b)將所述薄板材在450℃至510℃下保持長達(dá)20分鐘；

c)將所述薄板材在大于50℃/秒下快速冷卻到室溫；

d)將所述薄板材加熱到約100℃至約120℃的溫度；

e)將所述薄板材在約100℃至約120℃的溫度下保持約1小時的持續(xù)時間；

f)將所述薄板材加熱到約150℃的溫度；

g)將所述薄板材在約150℃的溫度下保持約1小時的持續(xù)時間；

h)將所述薄板材加熱到約180℃的溫度；和

g)將所述薄板材在約180℃的溫度下保持約0.5小時的持續(xù)時間。

鑄造具有以下組成的鑄錠：5.68重量％zn、2.45重量％mg、1.63重量％cu、0.21重量％cr、0.08重量％si、0.12重量％fe和0.04重量％mn，其余為al。每次落下鑄造兩個鑄錠。鑄錠尺寸如下：380mm×1650mm×4100mm。鑄錠被剝?nèi)?×10mm的深度。鑄錠在以下兩個階段過程中均質(zhì)化。將它們首先在8小時內(nèi)加熱到465℃，然后在480℃下浸泡10小時。

軋制工藝按照工業(yè)規(guī)模進(jìn)行。將鑄錠加熱到420℃+/-10℃(金屬溫度(mt))持續(xù)0至6小時。在350-400℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱軋。熱軋薄板材的出口規(guī)格為10.5mm。然后以10.5mm至6.3mm至4mm至2.9mm四次通過冷軋，最后達(dá)到2mm作為最終規(guī)格，而其間不進(jìn)行中間退火。來自兩個鑄錠的兩個卷材顯示相同的特性。因此，測試是在所述薄板材之一上進(jìn)行的。從這個2mm卷繞薄板材獲取拉伸樣品，以進(jìn)行固溶熱處理和本文提出的老化實際操作。

在470℃下進(jìn)行固溶熱處理20分鐘和水淬火后，對aa7045合金進(jìn)行單一老化步驟。所述單一老化步驟在130℃至150℃范圍內(nèi)的溫度下持續(xù)1至5小時。在實施方案中，達(dá)到至少400mpa的屈服強度。在實施方案中，達(dá)到至少470的屈服強度。在實施方案中，達(dá)到至少5％的伸長率。表1顯示了單一老化步驟對屈服強度(y.s.，以mpa計)、極限拉伸強度(rm，以mpa計)、均勻伸長率(ag，以％計)和總伸長率(a80，以％計)的影響。

表1

在470℃下進(jìn)行20分鐘的固溶熱處理和水淬火后，對aa7022合金進(jìn)行單一老化步驟。單一老化步驟在130℃至150℃范圍內(nèi)的溫度下持續(xù)1至5小時(顯示12小時和24小時的持續(xù)時間用于比較)。在實施方案中，達(dá)到至少400mpa的屈服強度。在實施方案中，達(dá)到至少470的屈服強度。在實施方案中，達(dá)到至少5％的伸長率。表1顯示了單一老化步驟對屈服強度(y.s.，以mpa計)、極限拉伸強度(rm，以mpa計)，均勻伸長率(ag，以％計)和總伸長率(a80，以％計)的影響。

表2

圖1顯示單一加熱步驟和接著在室溫下自然老化對屈服強度(y.s.，以mpa計)和伸長率(el％)的影響。t6是在125℃下進(jìn)行24小時的固溶熱處理后的熱處理工藝。在固溶熱處理和淬火后，狀態(tài)稱為w回火。淬火與后續(xù)t6熱處理之間的延遲稱為“自然老化”期。圖2顯示在限定的溫度和持續(xù)時間下兩步加熱后的屈服強度(y.s.，以mpa計)和伸長率(el％)的雙重老化響應(yīng)。

在一個實驗中，在加熱到120℃持續(xù)1小時的第一步驟后，將樣品冷卻到室溫，之后進(jìn)行在150℃或175℃下分別持續(xù)6或1小時的第二加熱步驟。這導(dǎo)致最終屈服強度分別為510mpa和479mpa，其中伸長率值分別為13.4％或12.8％。因此，在第一加熱步驟之后，在第二步驟開始加熱之前，似乎對冷卻到室溫沒有明顯的影響。

因此，似乎在特定目標(biāo)溫度下從第一步驟加熱條件直接轉(zhuǎn)到第二步驟加熱條件持續(xù)1小時或6小時或者其間的一些持續(xù)時間足以實現(xiàn)所期望的強度和伸長率值(圖2-6)。

結(jié)果還表明，從第一步驟加熱條件直接轉(zhuǎn)到180℃的烤漆溫度持續(xù)30分鐘也足以實現(xiàn)所期望的強度和伸長率值(圖7-11)。

在另一個實施方案中，第一步驟為100℃持續(xù)1小時，接著是第二步驟150℃持續(xù)1小時，最后是烤漆條件180℃持續(xù)30分鐘，其導(dǎo)致強度為496mpa，伸長率值為12.6％(圖13)。在另一個實施方案中，第一步驟為120℃持續(xù)1小時，接著是第二步驟150℃持續(xù)1小時，最后是烤漆條件180℃持續(xù)30分鐘，其導(dǎo)致強度為493mpa，伸長率值為12.6％(圖14)。

在一個實施方案中，通過組合預(yù)老化和烤漆周期，可以獲得高于400mpa的7xxx合金的強度水平。在另一個實施方案中，通過組合預(yù)老化和烤漆周期，可以獲得高于470mpa的7xxx合金的強度水平。在另一個實施方案中，通過組合預(yù)老化和烤漆周期，可以獲得高于500mpa的7xxx合金的強度水平。

在一個實施方案中，其中在較低溫度下短時間老化的第一步驟和接著在較高溫度下老化的第二步驟的兩步老化法導(dǎo)致屈服強度高于500mpa。

在另一個實施方案中，在低溫第一步驟老化下，第二步驟需要更多的時間來實現(xiàn)高強度。在一個實施方案中，通過組合預(yù)老化和烤漆周期，可以獲得高于470mpa或500mpa的7xxx合金的強度水平。例如，在70℃下1小時的第一步驟需要在175℃下6小時的第二步驟。相比之下，在100℃或120℃下老化的第一步驟僅需要在175℃下老化1小時的第二步驟。第一步驟的較長持續(xù)時間沒有顯著改變強度。

在另一個實施方案中，在第一步驟老化的100℃或更高溫度下，如果兩個步驟之一進(jìn)行較長的持續(xù)時間(例如在120℃下6小時，然后在175℃下1小時，或在120℃下1小時，然后在150℃下6小時，或在100℃下6小時，然后在175℃下1小時，或在100℃下1小時，然后在150℃下6小時)，則可能達(dá)到高于500mpa的強度水平。

在一個實施方案中，如果在100℃或更高溫度下進(jìn)行第一步驟老化，則在175℃下老化較長持續(xù)時間的第二步驟可能由于過老化而降低強度。

通過在100℃下老化6小時的第一步驟和在150℃下6小時的第二步驟實現(xiàn)了最高強度(屈服強度為517mpa)(圖5)。將第一步驟老化時間降至1小時，接著在150℃下6小時的第二步驟產(chǎn)生509mpa的屈服強度(圖4)。

在另一個實施方案中，可以通過遵循兩步短期老化方法與180℃烤漆處理約30分鐘來達(dá)到接近于500mpa的強度水平(3步法，圖13、圖14)。

自然老化的前兩周顯示對強度的最大影響。自然老化一周和更長時間似乎輕微降低峰值強度水平(降低小于10mpa)。

在70℃、100℃、110℃和125℃下預(yù)老化導(dǎo)致自然老化反應(yīng)的穩(wěn)定化。這種作用在較長的預(yù)老化持續(xù)時間(即6小時)下更顯著(圖1)。

在70℃、100℃和125℃下預(yù)老化6小時導(dǎo)致高于520mpa的t6強度水平和約14％的總伸長率(圖1)。

在110℃和125℃下預(yù)老化6小時(這在當(dāng)前的連續(xù)退火固溶熱(continuousannealingsolutionheat，cash)生產(chǎn)線配置中相當(dāng)實用)將自然老化的強度水平提高到450mpa以上。

在另一個實施方案中，在110℃下預(yù)老化6小時或在125℃下預(yù)老化6小時后，在180℃下進(jìn)行烤漆30分鐘，產(chǎn)生高于500mpa的強度水平(圖10、圖11)。110℃的預(yù)老化溫度似乎產(chǎn)生非常好的結(jié)果。該過程可以通過將再加熱爐溫度設(shè)定為比該值高約10℃而并入cash生產(chǎn)線實際操作中，其條件是進(jìn)一步卷材冷卻將花費約8小時。這種方法基本上消除了產(chǎn)生卷材形式的t6或t7回火薄板材所需的爐中另一個長的人工老化周期。為達(dá)到t6強度水平，卷材的典型工業(yè)規(guī)模人工老化花費大量的時間，用于加熱(長達(dá)12小時)和在120℃-125℃范圍內(nèi)的溫度下的常規(guī)老化時間(長達(dá)24小時)。卷材的溫度需要精確，并且控制多卷老化爐中的單個卷材的溫度可能是有挑戰(zhàn)性的。本發(fā)明的這個實施方案通過選擇預(yù)老化或再加熱實際操作并縮短流路，可以生產(chǎn)出所期望的回火和性能的卷材，并且還節(jié)省了時間、能量和金錢。

以下實施例將用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，但同時并不對其構(gòu)成任何限制。相反，應(yīng)清楚地理解，可以訴諸在閱讀本文的描述之后可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到而不脫離本發(fā)明的精神的各種實施方案、其修改和等同物。在以下實施例中描述的研究中，除非另有說明，否則遵循常規(guī)程序。為了說明性目的，下面描述一些程序。

實施例1

使用aa7075和aa7022合金薄板材在多種加熱溫度和持續(xù)時間下測試一步老化法。結(jié)果示于表1和表2中。相比于常規(guī)技術(shù)(其可能花費24小時或更長時間)，更快地達(dá)到高強度水平和所期望的伸長率百分比。

實施例2

使用aa7075合金薄板材在多種加熱溫度和持續(xù)時間下測試兩步老化法。結(jié)果示于圖2至圖6中。相比于常規(guī)技術(shù)(其可能花費24小時或更長時間)，更快地達(dá)到高強度水平和所期望的伸長率百分比。

實施例3

使用aa7075合金薄板材在多種第一步驟加熱溫度和持續(xù)時間下，接著在180℃下持續(xù)30分鐘的第二步驟(這是烤漆條件)，來測試兩步老化法。結(jié)果示于圖2和圖7至圖11中。相比于常規(guī)技術(shù)(其可能花費24小時或更長時間)，更快地達(dá)到高強度水平和所期望的伸長率百分比。

實施例4

在本實施例中，第一加熱步驟為125℃持續(xù)24小時(t6條件)，接著第二加熱步驟為180℃持續(xù)30分鐘，這是常規(guī)的烤漆條件。第二加熱步驟發(fā)生在第一步驟之后或3小時后。強度和伸長率的結(jié)果是相似的，并且在烤漆條件之前延遲三小時沒有影響，這意味著這種延遲對烤漆特性沒有任何影響。結(jié)果示于圖12中。值得注意的是，當(dāng)將圖12中呈現(xiàn)的結(jié)果與圖3至圖11中的結(jié)果進(jìn)行比較時，可以采用更短的老化時間來達(dá)到所期望的強度水平和延展性，從而節(jié)省能量、費用和制造時間和儲存，因而顯著提高生產(chǎn)率。

實施例5

在本實施例中使用三步老化法。在暴露于100℃或120℃下一小時，接著在150℃下一小時之后，第三步驟構(gòu)成烤漆條件。結(jié)果顯示，使用總持續(xù)時間為2.5小時的三個加熱步驟，達(dá)到非常高的強度水平和延展性。結(jié)果示于圖13和圖14中。

實施例6

本實施例顯示一步老化法，其中第一加熱步驟為110℃持續(xù)6小時，接著空氣冷卻至室溫(----線)或以3℃/小時的速率冷卻到目標(biāo)溫度50℃(--·--·--線)。結(jié)果示于圖15和圖16中，并且顯示該單一加熱步驟可以產(chǎn)生高強度水平，不希望的伸長率值，在125℃下持續(xù)6小時獲得優(yōu)異的結(jié)果，如圖16中所示。在以3℃/小時的速率逐漸冷卻到50℃之后獲得非常高的強度水平，這與在鋁合金的自動薄板材制造中的卷材冷卻過程相似。

上文引用的所有專利、出版物和摘要通過引用整體并入本文。已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施方案，以實現(xiàn)本發(fā)明的各種目的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這些實施方案僅僅是本發(fā)明的原理的說明。在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明的眾多修改和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。