本發(fā)明涉及一種鋁合金熱處理工藝，具體涉及制備高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理工藝，屬于鋁合金熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金性能優(yōu)良，用途十分廣泛，特別是隨著近20年來(lái)技術(shù)的發(fā)展，鋁合金已經(jīng)廣泛用于航空、航天、建筑、橋梁、汽車(chē)、船舶、機(jī)械設(shè)備等各個(gè)方面。2a12為鋁－銅－鎂系中的典型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較好，是硬鋁中用量最大的。廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、卡車(chē)輪轂、螺旋槳元件及其他種種結(jié)構(gòu)件。該合金的特點(diǎn)是：強(qiáng)度高，有一定的耐熱性，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，但熱處理工藝要求嚴(yán)格，以往2a12鋁合金經(jīng)過(guò)固溶時(shí)效后的布氏硬度普遍在120左右，同時(shí)耗能?chē)?yán)重，導(dǎo)致該合金應(yīng)用范圍受限。因此研發(fā)一種提高該合金硬度的熱處理工藝方法，變得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供制備高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理工藝，以解決傳統(tǒng)2a12鋁合金經(jīng)過(guò)固溶時(shí)效后的布氏硬度普遍在120左右，同時(shí)耗能?chē)?yán)重，導(dǎo)致該合金應(yīng)用范圍受限的問(wèn)題。
所述制備高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理工藝包括以下步驟：
步驟一：固溶處理，將2a12合金進(jìn)行持續(xù)性加熱，形成溶質(zhì)原子的過(guò)飽和固溶體，且合金固溶時(shí)合金中形成空位，所述固溶處理的加熱溫度為495～505℃，加熱時(shí)間為1h～3h；
步驟二：淬火處理，對(duì)固溶加熱后的2a12合金進(jìn)行淬火，在淬火時(shí)，快速冷卻，步驟一所述空位存留在晶體內(nèi)，獲得不穩(wěn)定的過(guò)飽固溶體；
步驟三：時(shí)效處理，對(duì)淬火后獲得的過(guò)飽固溶體進(jìn)行持續(xù)加熱，使不穩(wěn)定的過(guò)飽固溶體由不穩(wěn)定組織受熱分解而轉(zhuǎn)化為平衡組織，加熱溫度為185～195℃，加熱時(shí)間為6h～12h，完成高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理。
優(yōu)選的：步驟一中的加熱溫度為500℃，加熱時(shí)間為2h。
優(yōu)選的：步驟二中的淬火介質(zhì)為水，步驟一完成后立即進(jìn)行室溫冷水淬火處理，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間≤30秒，淬火水溫≤30℃。
優(yōu)選的：步驟三中對(duì)淬火后獲得的過(guò)飽固溶體進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度為120℃，持續(xù)時(shí)間為3h，然后繼續(xù)進(jìn)行加熱，加熱溫度為190℃，持續(xù)時(shí)間為5h。
本發(fā)明與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有以下效果：可提高2a12鋁合金布氏硬度達(dá)到140左右，同時(shí)對(duì)2a12合金進(jìn)行時(shí)效處理，不僅可以顯著縮短熱處理時(shí)間，也可改善合金的顯微組織，明顯提高合金的硬度的同時(shí)又節(jié)約能源。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。
本發(fā)明所述的制備高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理工藝包括以下步驟：
步驟一：固溶處理，將2a12合金進(jìn)行持續(xù)性加熱，形成溶質(zhì)原子的過(guò)飽和固溶體，且合金固溶時(shí)合金中形成空位，所述固溶處理的加熱溫度為495～505℃，加熱時(shí)間為1h～3h；
步驟二：淬火處理，對(duì)固溶加熱后的2a12合金進(jìn)行淬火，在淬火時(shí)，快速冷卻，步驟一所述空位存留在晶體內(nèi)，獲得不穩(wěn)定的過(guò)飽固溶體；
步驟三：時(shí)效處理，對(duì)淬火后獲得的過(guò)飽固溶體進(jìn)行持續(xù)加熱，使不穩(wěn)定的過(guò)飽固溶體由不穩(wěn)定組織受熱分解而轉(zhuǎn)化為平衡組織，加熱溫度為185～195℃，加熱時(shí)間為6h～12h，完成高強(qiáng)度硬鋁合金的熱處理。
進(jìn)一步：步驟一中的加熱溫度為500℃，加熱時(shí)間為2h。
進(jìn)一步：步驟二中的淬火介質(zhì)為水，步驟一完成后立即進(jìn)行室溫冷水淬火處理，以形成過(guò)飽和固溶體，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間≤30秒，淬火水溫≤30℃。
進(jìn)一步：步驟三中對(duì)淬火后獲得的過(guò)飽固溶體進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度為120℃，持續(xù)時(shí)間為3h，然后繼續(xù)進(jìn)行加熱，加熱溫度為190℃，持續(xù)時(shí)間為5h。
2a12鋁合金在不同工藝參數(shù)下實(shí)驗(yàn)所得的硬度值(hb)如表1所示：
表1
2a12鋁合金固溶處理實(shí)驗(yàn)制度如表2所示：
表2
2a12合金時(shí)效處理實(shí)驗(yàn)制度如表3所示：
表3
通過(guò)表1至表3可以得出，2a12鋁合金經(jīng)過(guò)熱處理后最高布氏硬度可達(dá)到140，該硬度下的固溶工藝為500℃×2h(固溶溫度為500℃，保溫時(shí)間為2h)，時(shí)效工藝為以120℃×3h+190℃×5h(時(shí)效溫度為120℃，保溫時(shí)間為3h，然后時(shí)效溫度提高到190℃，保溫時(shí)間為5h)，采取梯度時(shí)效處理；最后得到的2a12合金硬度最高，同時(shí)熱處理處理時(shí)間最短。
本實(shí)施方式只是對(duì)本專利的示例性說(shuō)明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒(méi)有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。