[發明專利]一種改善中強鋁合金導電率的處理工藝

無效

• 申請號: 201310140791.3
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103225049A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 劉惠群
• 申請（專利權）人: 天津銳新昌輕合金股份有限公司
• 主分類號: C22F1/047
• 分類號: C22F1/047
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 楊寶蘭

技術領域

本發明屬于鋁合金熱處理工藝，特別涉及一種改善中強鋁合金結構材料的熱處理工藝。?

背景技術

對于中等強度6000系鋁合金，隨著Mg、Si等合金化元素含量的提高，其峰值時效強度上升而導電率下降，限制了該合金在導電材料領域的進一步應用；改善鋁合金導電性能可以通過控制冶金質量，降低Mg、Si、Fe等元素含量，以及采用過時效處理，例如T7狀態的方式出現。但對同時要求特定力學性能水平及導電率的6000系鋁合金，只有通過控制在線及后期熱處理工藝實現。對于一定成分范圍的析出強化型鋁合金，源于合金成分設計以及熱加工歷史中形成的析出相及偏聚相數量、組態對合金導電率具有重要影響，其中強化相的固溶效應及析出相的數量、尺度和分布狀態是控制合金強度的主要因素，它們對位錯運動形成的交割、障礙及阻滯作用，有利于合金獲得較高強度；與此同時，隨著析出相體積分數增加及彌散分布，致使自由電子運動空隙或平均自由程逐漸變小，合金導電率下降；而晶界偏聚相數量及形態特征可以是影響合金導電率的改善性因素。因此如何有效控制合金熱加工歷史中強化相析出數量，以及時效析出過程中晶界和晶內沉淀相分布、組態及其演變的冶金學特征，對于獲得高導電率及適當強度至關重要。?

不同人工時效制度對6000系鋁合金導電率及強度水平具有不同影響，如表1示。?

表1：人工時效制度對6000系鋁合金導電率及強度水平的影響?

為獲得高導電率鋁合金材料，工業上多采用“過時效”或退火等熱處理方法；在這一過程中沉淀相從基體中析出長大，并與基體共格關系減弱或脫溶粗化，如此冶金組織趨向“有序化”且導電率增高。但該方法脫離了T6狀態過程控制，因此無法達到或超越T6狀態規定的力學性能水平。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種中等強度6000系鋁合金在滿足導電體合金強度要求的同時，并能夠獲得高導電率的中強鋁合金結構材料的熱處理工藝。?

本發明所采用的技術方案是：一種改善中強鋁合金導電率的處理工藝，包括以下步驟：A.?固溶/淬火熱處理；B.?室溫塑性變形；C.?雙級人工時效熱處理。?

所述步驟A固溶處理工藝為擠壓型材出?？诇囟?10℃～530℃；將擠壓在線固溶處理時形成的平衡溶質原子和空位，以過飽和形式保留至室溫，通過擠壓型材出?？缀笤诰€水冷實現，最小冷卻速率85℃/分。?

所述步驟B將固溶/淬火后的擠壓型材在線拉伸變形，拉伸應變4%～5%。?

所述步驟C將拉伸應變的材料進行峰值時效處理，加熱溫度170℃，保溫時間8小時；再高溫短時時效處理，加熱溫度230℃，持續時間2小時。?

本發明的有益效果是：在鋁合金“有序化”?熱力學過程可對材料導電率做出貢獻的同時，俘獲合金“有序化”設計以及熱處理歷史對該過程的依賴關系，及其形成的冶金組織特征，獲得較高的導電率及中等強度兼容的鋁合金擠壓結構型材。?

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：?

本發明改善中強鋁合金導電率的處理工藝，包括以下步驟：

A.?固溶/淬火熱處理；在擠壓變形過程中合金強化相多數被溶解，可產生溶質原子和空位雙重過飽和固溶體，在線固溶處理工藝為擠壓型材出?？诇囟?10℃～530℃；將擠壓在線固溶處理時形成的平衡溶質原子和空位，以過飽和形式保留至室溫，通過擠壓型材出模孔后在線水冷實現，最小冷卻速率85℃/分；

B.?室溫塑性變形；將固溶/淬火后擠壓型材實現在線拉伸變形，拉伸應變4%～5%；材料因發生室溫塑性變形引入新的位錯密度，激活時效析出動力，可顯著提高合金綜合性能；

C.?雙級人工時效熱處理；初始階段采用峰值時效工藝，加熱溫度170℃，保溫時間8小時，在該過程中過飽和固溶體溶質原子以GP區形式形核并析出，隨著析出相體積分數不斷增大，同時冷變形使合金產生大量位錯塞積與纏結可激活峰值強度；爾后的高溫短時時效處理，加熱溫度230℃，持續時間2小時，使得GP區繼續長大，同時晶界偏聚相發生粗化并呈非連續分布，從而在峰值強度略有降低基礎上，改善合金導電率。

實施例1：?

現以6101鋁合金擠壓結構型材為例進行說明，其化學成分Al-0.65、Mg-0.40、Si-0.25、Fe(質量百分數)。

①固溶/淬火熱處理：擠壓型材出模孔溫度520℃，在線水淬，冷卻速率85℃/分或以上。?

②塑性形變處理：固溶/淬火后擠壓型材實現在線拉伸塑性變形，拉伸應變4%。?