本發(fā)明涉及一種7075鋁合金均勻化處理方法，屬于鋁合金均勻化熱處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

超高強(qiáng)鋁合金作為重要的結(jié)構(gòu)材料、功能材料和節(jié)能材料，在航空、航天以及軍事和民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)它也代表著各國(guó)的宇航技術(shù)水平。因此超高強(qiáng)鋁合金的開(kāi)發(fā)和研制具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和重大的社會(huì)意義。7075鋁合金是合金化程度較高、強(qiáng)度極高的可熱處理強(qiáng)化鋁合金，普遍采用單級(jí)均勻化處理，單級(jí)均勻化可防止al-zn-mg-cu系鋁合金中低熔點(diǎn)元素過(guò)燒，加熱溫度一般較低，均勻化效果較差，均勻化結(jié)束后，合金中還有相當(dāng)數(shù)量的未熔相，殘留共晶較多，成分分布不均勻，這些粗大的未熔相將會(huì)影響合金的加工性能和合金成品的性能。因此急需研發(fā)一種新的熱處理方法，以改善合金成分分布，提高合金的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有7075鋁合金熱處理后均勻化效果較差，均勻化結(jié)束后，合金的加工性能和合金成品的性能受到影響的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種7075鋁合金均勻化處理方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種7075鋁合金均勻化處理方法包括以下步驟：

步驟一、一級(jí)均勻化處理；

將7075鋁合金在455℃～485℃溫度范圍內(nèi)保溫12h～36h均勻化處理；

步驟二、二級(jí)均勻化處理；

將經(jīng)過(guò)一級(jí)均勻化處理的7075鋁合金在475℃保溫2h～8h均勻化處理；

步驟三、固溶處理；

將經(jīng)過(guò)二級(jí)均勻化處理的7075鋁合金在460℃～465℃溫度范圍內(nèi)保溫1h固溶處理。

步驟四、淬火處理；

將經(jīng)過(guò)固溶處理的7075鋁合金淬火處理，淬火介質(zhì)為水，淬火水溫小于30℃，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間小于20s；

步驟五、將經(jīng)過(guò)淬火的7075鋁合金在115℃～125℃溫度范圍內(nèi)保溫24h。

進(jìn)一步地、第一步中7075鋁合金的一級(jí)均勻化處理溫度為455℃，保溫時(shí)間為24h。

進(jìn)一步地、第一步中7075鋁合金的一級(jí)均勻化處理溫度為465℃，保溫時(shí)間為24h。

進(jìn)一步地、第二步中7075鋁合金的二級(jí)均勻化處理溫度為475℃，保溫時(shí)間為4h。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提出的均勻化處理方法，重新設(shè)定熱處理過(guò)程，避免了原有均勻化處理方法在合金凝固冷卻后重新加熱這一工藝過(guò)程，有效解決了因重新加熱的加熱方式和加熱速率控制不當(dāng)帶來(lái)的問(wèn)題；而且由于合金凝固冷卻和固溶處理處于連續(xù)過(guò)程之中，使得合金一直處于溫度較高的狀態(tài)，內(nèi)部原子的擴(kuò)散能力強(qiáng)，加之一些低熔點(diǎn)合金相還未完全析出，因此可以保證在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較大的過(guò)飽和固溶度度，為后續(xù)固溶、淬火和時(shí)效處理奠定了很好的組織基礎(chǔ)。同時(shí)，較短的均勻化保溫時(shí)間帶來(lái)的成本效益也是十分顯著的。

附圖說(shuō)明

圖1是一種7075鋁合金均勻化處理方法工藝流程圖；

圖2是7075鋁合金在455℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖3是7075鋁合金在455℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖4是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖5是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖6是7075鋁合金在475℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖7是7075鋁合金在475℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖8是7075鋁合金在485℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖9是7075鋁合金在485℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖10是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化12h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖11是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化12h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖12是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖13是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖14是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化36h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖15是7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化36h后，采用光學(xué)顯微在20μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖16是7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化2h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖17是7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化4h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖18是7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化6h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

圖19是7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化8h后，采用光學(xué)顯微在50μm焦距觀察下合金的金相組織圖；

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及的具體工藝過(guò)程如下：

一種7075鋁合金均勻化處理方法包括以下步驟：

步驟一、一級(jí)均勻化處理；

將7075鋁合金在455℃～485℃溫度范圍內(nèi)保溫12h～36h均勻化處理；

步驟二、二級(jí)均勻化處理；

將經(jīng)過(guò)一級(jí)均勻化處理的7075鋁合金在475℃保溫2h～8h均勻化處理；

步驟三、固溶處理；

將經(jīng)過(guò)二級(jí)均勻化處理的7075鋁合金在460℃～465℃溫度范圍內(nèi)保溫1h固溶處理。

步驟四、淬火處理；

將經(jīng)過(guò)固溶處理的7075鋁合金淬火處理，淬火介質(zhì)為水，淬火水溫小于30℃，淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間小于20s；

步驟五、將經(jīng)過(guò)淬火的7075鋁合金在115℃～125℃溫度范圍內(nèi)保溫24h。

本實(shí)施方式制定7075鋁合金均勻化處理實(shí)驗(yàn)表具體如下：

表17075鋁合金均勻化處理實(shí)驗(yàn)分配表

如上表所示，分別將7075鋁合金加熱到不同溫度，并采用光學(xué)顯微觀察其組織照片，進(jìn)而獲得最佳一級(jí)均勻化處理溫度，具體如下：

1、將7075鋁合金加熱到455℃，并分別保溫12h、24h和36h均勻化處理，不進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

2、將7075鋁合金加熱到465℃，并分別保溫12h、24h和36h均勻化處理，不進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

3、將7075鋁合金加熱到475℃，并分別保溫12h、24h和36h均勻化處理，不進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

4、將7075鋁合金加熱到485℃，并分別保溫12h、24h和36h均勻化處理，不進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

5、將將7075鋁合金加熱到465℃并保溫24h進(jìn)行一級(jí)均勻化處理，然后加熱到475℃并保溫2h進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

6、將將7075鋁合金加熱到465℃并保溫24h進(jìn)行一級(jí)均勻化處理，然后加熱到475℃并保溫4h進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

7、將將7075鋁合金加熱到465℃并保溫24h進(jìn)行一級(jí)均勻化處理，然后加熱到475℃并保溫6h進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

8、將將7075鋁合金加熱到465℃并保溫24h進(jìn)行一級(jí)均勻化處理，然后加熱到475℃并保溫8h進(jìn)行二級(jí)均勻化處理；

實(shí)驗(yàn)完成后分別采用光學(xué)顯微觀察其組織照片，

其中，7075鋁合金在455℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖2和圖3；

7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖4和圖5；

7075鋁合金在475℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖6和圖7；

075鋁合金在485℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖8和圖9；

由圖2-9可見(jiàn)，隨著均勻化溫度的升高，合金中剩余第二相的含量減少，當(dāng)溫度升高到475℃時(shí)，合金發(fā)生輕微的過(guò)燒現(xiàn)象，485℃時(shí)合金發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)燒，出現(xiàn)明顯的熔覆球和三角晶界。因此一級(jí)均勻化處理的溫度選擇455℃和465℃更加。

同時(shí)，觀察合金在465℃經(jīng)過(guò)不同時(shí)間均勻化處理后的光學(xué)顯微組織照片：

7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化12h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖10和圖11；

7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化24h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖12和圖13；

7075鋁合金在465℃一級(jí)均勻化36h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm和20μm顯微觀察下合金的金相組織如圖14和圖15；

由圖10-15可見(jiàn)，合金在465℃經(jīng)過(guò)不同時(shí)間均勻化處理后的光學(xué)顯微組織照片，隨著均勻化時(shí)間的延長(zhǎng)，合金中的網(wǎng)狀組織逐漸消失，第二相含量逐漸減少。經(jīng)過(guò)12h均勻化后，合金中仍然存在部分連續(xù)分布的第二相，經(jīng)過(guò)24h、36h均勻化后，合金中只存在孤立的第二相，且兩者幾乎無(wú)差別。

在上述基礎(chǔ)上，采用雙級(jí)均勻化處理，其合金的二級(jí)處理溫度選擇475℃，保溫時(shí)間分別為2h、4h、6h、8h，獲得二級(jí)均勻化處理后的金相組織如下：

7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化2h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm顯微觀察下合金的金相組織如圖16；

7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化4h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm顯微觀察下合金的金相組織如圖17；

7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化6h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm顯微觀察下合金的金相組織如圖18；

7075鋁合金在475℃二級(jí)均勻化8h后，采用光學(xué)顯微觀察，在50μm顯微觀察下合金的金相組織如圖19；

由圖16-19可見(jiàn)，7075鋁合金在465℃均勻化24后，升溫到475℃保溫不同的時(shí)間后合金的金相組織照片，由圖可知，隨著雙級(jí)均勻化第二級(jí)均勻化時(shí)間的延長(zhǎng)，合金中剩余第二相的含量逐漸減少，當(dāng)時(shí)間延長(zhǎng)到6h時(shí)，合金中晶粒開(kāi)始長(zhǎng)大，延長(zhǎng)至8h后合金中的晶粒明顯的長(zhǎng)大，粗大的晶粒將嚴(yán)重影響合金的性能，因此選擇二級(jí)均勻化保溫時(shí)間為4h。

同時(shí)根據(jù)表1中的實(shí)驗(yàn)方案獲得的7075合金分別進(jìn)行抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率實(shí)驗(yàn)獲得如表2的數(shù)值；

表27075鋁合金均勻化處理制度表

從上表可以看出，經(jīng)過(guò)雙級(jí)均勻化后合金的綜合性能最好，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率都不同程度的高于單級(jí)均勻化時(shí)的性能。但雙級(jí)均勻化時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)造成晶粒粗大，故認(rèn)為應(yīng)采用一級(jí)均勻化465℃/24h，二級(jí)均勻化475℃/4h為最佳制度。

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)。