一種鋁合金板材的固溶淬火方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種鋁合金板材的固溶淬火方法，包括以下步驟，首先將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材；然后將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到鋁合金板材。本發(fā)明的固溶淬火方法采用氣墊爐固溶淬火工藝，結(jié)合鑄錠均勻化熱處理的溫度和軋制的配合，金屬單層通過(guò)爐體，加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，再快速冷卻到室溫，從而提高合金的力學(xué)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鋁合金板材的固溶淬火方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋁合金板材的固溶淬火方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是一種以鋁為基的合金，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅和錳。鋁合金是工業(yè) 中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)有色金屬結(jié)構(gòu)材料。目前，鋁合金是鋁合金型材中較為主要的一種，其 生產(chǎn)方法是通過(guò)鋁合金或者直接冷鑄成錠塊，或者連續(xù)澆鑄成厚帶材，接著熱軋成預(yù)定厚 度，再用一道單獨(dú)的工序?qū)Р睦滠堉磷罱K厚度后，進(jìn)行熱處理工藝，以提高鋁合金的力學(xué) 性能，耐腐蝕性能，并改善其加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。
[0003] 鋁合金的熱處理工藝可分為退火處理、固溶淬火處理、時(shí)效處理和冷熱循環(huán)處理。 退火過(guò)程中固溶體發(fā)生分解，第二相質(zhì)點(diǎn)發(fā)生聚集，可以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定鑄件尺 寸，減少變形，增大鑄件的塑性。固溶淬火熱處理指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使 得在熱軋和冷軋過(guò)程中，從母體合金中沉淀出來(lái)的所有可溶性合金成分溶解成固溶體，快 速冷卻以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝，可提高合金的強(qiáng)度和塑性，改善合金的耐腐蝕 性能。時(shí)效處理進(jìn)行著過(guò)飽和固溶體分解的自發(fā)過(guò)程，從而使合金基體的點(diǎn)陣恢復(fù)到比較 穩(wěn)定的狀態(tài)。冷熱循環(huán)處理可引起固溶體點(diǎn)陣收縮和膨脹，使各相的晶格發(fā)生了少許位移， 使第二相質(zhì)點(diǎn)處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，從而提高合金尺寸的穩(wěn)定性，適于精密零件的制造。
[0004] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋁合金在航空、航天、汽車(chē)、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已 大量應(yīng)用，尤其是近些年，伴隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，航空快速發(fā)展，而航空業(yè)帶動(dòng)航天制造 業(yè)的蓬勃發(fā)展，基于國(guó)內(nèi)、國(guó)際飛機(jī)市場(chǎng)需求，作為飛機(jī)制造業(yè)的主要材料之一的鋁合金， 下游廠家對(duì)其需求量和質(zhì)量要求一直在逐步提升，尤其滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)2xxx系、6xxx系和7xxx 系材料的需求。
[0005] 作為鋁合金的熱處理工藝中重要的一環(huán)一固溶淬火處理，采用鹽浴爐進(jìn)行固溶 淬火處理，一直是行業(yè)內(nèi)的通用做法，但是隨著市場(chǎng)對(duì)熱處理制度要求的日漸嚴(yán)格，鹽浴槽 淬火方式在產(chǎn)品表面質(zhì)量和顯微組織上已不能滿(mǎn)足大部分產(chǎn)品的要求。
[0006] 因此，為順應(yīng)行業(yè)內(nèi)的需求，尤其滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)2xxx系、6xxx系和7xxx系鋁合金板 材的固溶淬火的需求，尋找一種更優(yōu)異的淬火工藝來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)需求是鋁合金生產(chǎn)廠商亟待 解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種鋁合金板材的固溶淬火方法， 尤其是一種水淬或空淬航空用鋁合金板材的固溶淬火方法，特別是適用于2XXX、6XXX系和 7xxx系鋁合金板材的固溶淬火方法，本方法制備的鋁合金板材具有較好的表面質(zhì)量和顯微 組織。
[0008] 本發(fā)明提供了一種鋁合金板材的固溶淬火方法，其特征在于，包括以下步驟，
[0009] A)將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材；
[0010] B)將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到鋁合金板材。
[0011] 優(yōu)選的，所述錯(cuò)合金板材的厚度為0. 8?6. 0mm。
[0012] 優(yōu)選的，所述鋁合金板材的寬度小于等于2400mm。
[0013] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的溫度為470°C?570°C。
[0014] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的速度為2?40米/分鐘。
[0015] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的爐頂風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為900?1100rpm/min ;所述氣墊爐 固溶淬火的爐底風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為900?1200rpm/min。
[0016] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的恒溫區(qū)為2?8個(gè)。
[0017] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火的淬火方式為水淬或空淬。
[0018] 優(yōu)選的，所述氣墊爐固溶淬火后的溫度為20?30°C。
[0019] 優(yōu)選的，所述錯(cuò)合金板材為2xxx系、6xxx系或7xxx系錯(cuò)合金板材。
[0020] 本發(fā)明提供了一種鋁合金板材的固溶淬火方法，包括以下步驟，首先將均勻化熱 處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材；然后將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火 后，得到鋁合金板材。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的固溶淬火方法采用氣墊爐固溶淬火工藝， 結(jié)合鑄錠均勻化熱處理的溫度和軋制的配合，金屬單層通過(guò)爐體，加熱到高溫單相區(qū)恒溫 保持，再快速冷卻到室溫，從而提高合金的力學(xué)性能。本發(fā)明提供的鋁合金板材的淬火方 法，尤其適用于2xxx、6xxx和7xxx系航空用錯(cuò)合金的制備，該方法制備的錯(cuò)合金板材具有 良好的產(chǎn)品表面質(zhì)量和顯微組織，同時(shí)具還有良好的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備 的鋁合金板材，滿(mǎn)足美國(guó)宇航局制定的AMS標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)航空用鋁合金板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的6系鋁合金板材的200X金相圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的6系鋁合金板材的500X金相圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024] 本發(fā)明提供了一種鋁合金板材的固溶淬火方法，其特征在于，包括以下步驟，
[0025] A)將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材；
[0026] B)將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到鋁合金板材。
[0027] 本發(fā)明所有原料，對(duì)其來(lái)源沒(méi)有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0028] 本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒(méi)有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0029] 本發(fā)明首先將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材；本發(fā)明 對(duì)所述均勻化熱處理的溫度沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化熱處理的溫度 即可，本發(fā)明對(duì)所述均勻化熱處理的溫度優(yōu)選為450°C?520°C，更優(yōu)選為480°C?500°C ; 本發(fā)明對(duì)所述均勻化熱處理的時(shí)間沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化熱處理 的時(shí)間即可，本發(fā)明對(duì)所述均勻化熱處理的時(shí)間優(yōu)選為15?20小時(shí)，更優(yōu)選為17?18小 時(shí)；本發(fā)明對(duì)所述均勻化熱處理的其他條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻 化熱處理的條件即可；本發(fā)明對(duì)所述均勻化熱處理的設(shè)備沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的均勻化熱處理的設(shè)備即可；本發(fā)明對(duì)所述鋁合金鑄錠沒(méi)有其他特別限制，以本領(lǐng) 域技術(shù)人員熟知的用于制備2系、6系或7系的鋁合金的鑄錠即可；本發(fā)明對(duì)所述均勻化處 理的方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化處理方式即可；本發(fā)明所述均勻 化處理的設(shè)備沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的均勻化處理設(shè)備即可；本發(fā)明對(duì)所 述軋制的方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的軋制方式即可，本發(fā)明優(yōu)選為熱軋 和/或冷軋，更優(yōu)選為熱軋或冷軋；本發(fā)明為保證均勻化處理的穩(wěn)定性，優(yōu)選采用經(jīng)過(guò)銑面 的鋁合金鑄錠；本發(fā)明對(duì)所述銑面的方式和設(shè)備沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的 鋁合金鑄錠銑面的方式和設(shè)備。
[0030] 本發(fā)明采用均勻化熱處理，作為合金進(jìn)行變形前的重要過(guò)程，可以明顯改善鑄態(tài) 合金中的元素偏析現(xiàn)象，消除共晶組織，減少合金在變形過(guò)程中的應(yīng)力集中點(diǎn)，提高合金的 力學(xué)能力，同時(shí)搭配軋制，為強(qiáng)化相在隨后的固溶淬火過(guò)程中做準(zhǔn)備。
[0031] 本發(fā)明將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到鋁合金板材；所述氣墊爐固溶 淬火的溫度優(yōu)選為470 °C?570 °C，更優(yōu)選為490 °C?550 °C，更優(yōu)選為510 °C?530 °C，最優(yōu) 選為515°C?525°C ;所述氣墊爐固溶淬火的速度優(yōu)選為2?40米/分鐘，更優(yōu)選為5? 35米/分鐘，更優(yōu)選為10?30米/分鐘，最優(yōu)選為15?25米/分鐘；本發(fā)明所述氣墊 爐，優(yōu)選還包括氣墊爐風(fēng)機(jī)，所述氣墊爐固溶淬火的爐頂風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)選為900?IlOOrpm/ min，更優(yōu)選為950?1050rpm/min，最優(yōu)選為980?1030rpm/min ;所述氣墊爐固溶淬火的 爐底風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)選為900?1200rpm/min，更優(yōu)選為950?1150rpm/min，最優(yōu)選為1000? llOOrpm/min ;本發(fā)明對(duì)所述氣墊爐恒溫區(qū)的個(gè)數(shù)沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的 氣墊爐恒溫區(qū)個(gè)數(shù)即可，本發(fā)明優(yōu)選為2?8個(gè)恒溫區(qū)，更優(yōu)選為3?6個(gè)恒溫器，最優(yōu)選 為4?5個(gè)恒溫區(qū)；本發(fā)明對(duì)所述單個(gè)恒溫區(qū)的溫度沒(méi)有特別限制，以氣墊爐固溶淬火的溫 度范圍為上下線，根據(jù)鋁合金板材的材質(zhì)、厚度以及固溶淬火的速度調(diào)整即可；本發(fā)明對(duì)所 述每個(gè)恒溫區(qū)的溫度是否相同沒(méi)有特別限制，以鋁合金板材的材質(zhì)、厚度以及固溶淬火的 速度調(diào)整即可；為保證固溶淬火的效果，本發(fā)明優(yōu)選每個(gè)恒溫區(qū)均配置有循環(huán)熱風(fēng)系統(tǒng)，所 述循環(huán)熱風(fēng)系統(tǒng)包括爐頂風(fēng)機(jī)和爐底風(fēng)機(jī)；本發(fā)明對(duì)所述淬火的方式?jīng)]有特別限制，以本 領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的淬火方式即可，本發(fā)明優(yōu)選為水淬或空淬，即水冷淬火或空冷淬火，更 優(yōu)選為水淬；本發(fā)明對(duì)所述淬火后的溫度沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的淬火后 溫度即可，本發(fā)明優(yōu)選為20?30°C。
[0032] 本發(fā)明所述錯(cuò)合金板材的厚度優(yōu)選為0. 8?6. Omm，更優(yōu)選為1. 5?5. Omm，更優(yōu) 選為2. 0?4. 5mm，最優(yōu)選為3. 0?4. Omm ;所述錯(cuò)合金板材的的寬度優(yōu)選小于等于2400mm， 更優(yōu)選小于等于2000mm，最優(yōu)選小于等于1500mm。
[0033] 本發(fā)明為提高成品鋁合金的外觀以及等級(jí)要求，優(yōu)選將上述步驟得到的2系鋁合 金再經(jīng)過(guò)剪切、矯直以及鋸切后，得到成品鋁合金板材；本發(fā)明對(duì)上述工藝過(guò)程以及參數(shù)控 制條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的工藝過(guò)程以及參數(shù)控制條件即可，也可以 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況自行設(shè)置。
[0034] 本發(fā)明采用特定溫度和速度下的氣墊爐固溶淬火處理，以及具體的控制參數(shù)，使 合金的內(nèi)部組織得到改善，進(jìn)一步提高了合金的力學(xué)性能。
[0035] 本發(fā)明將上述方法制備的鋁合金板材進(jìn)行性能檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備 的鋁合金板材，滿(mǎn)足美國(guó)宇航局制定的AMS標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)航空用鋁合金板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880 標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0036] 為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種鋁合金的生產(chǎn)方法 進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037] 以下實(shí)施例中所用的試劑及鋁合金鑄錠均為市售。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] I. 1將鋁合金毛坯鑄錠經(jīng)過(guò)銑面后，得到鋁合金鑄錠，將鋁合金鑄錠加熱到均熱溫 度為450°C的條件下進(jìn)行均勻化熱處理，15小時(shí)后得到均勻化熱處理后的鋁合金鑄錠。
[0040] 1. 2將鋁合金鑄錠加熱到450°C的溫度下直接進(jìn)行軋制，得到鋁合金帶材，然后將 其送入氣墊爐中，進(jìn)行固溶淬火后，得到6系鋁合金板材。參見(jiàn)表1，表1為實(shí)施例1氣墊爐 固溶淬火的工藝參數(shù)。
[0041] 表1實(shí)施例1氣墊爐固溶淬火的工藝參數(shù)
[0042]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋁合金板材的固溶淬火方法，其特征在于，包括以下步驟， A) 將均勻化熱處理的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)軋制后，得到鋁合金帶材； B) 將鋁合金帶材進(jìn)行氣墊爐固溶淬火后，得到鋁合金板材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述鋁合金板材的厚度為0. 8? 6. 0mm〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述鋁合金板材的寬度小于等 于 2400mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火的溫度為 470。。?570。。。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火的速度為 2?40米/分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火的爐頂風(fēng) 機(jī)轉(zhuǎn)速為900?1100rpm/min ;所述氣墊爐固溶淬火的爐底風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為900?1200rpm/ min〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火的恒溫區(qū) 為2?8個(gè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火的淬火方 式為水淬或空淬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述氣墊爐固溶淬火后的溫度 為 20 ?30°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固溶淬火方法，其特征在于，所述鋁合金板材為2xxx系、 6xxx系或7xxx系錯(cuò)合金板材。
【文檔編號(hào)】C21D9/46GK104451480SQ201410777373
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】代陳緒 申請(qǐng)人:西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司