[發明專利]一種6000系鋁合金的形變熱處理方法

無效

• 申請號: 201310243059.9
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103305779A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王芝秀;苗芬芬;李海
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C21D8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋁合金形變熱處理技術領域，尤其適用于6000系鋁合金。?

背景技術

6000系鋁合金屬于時效強化型合金，例如6061、6056、6082、6013、6063等，具有低密度、中等強度、以及焊接性和成型性良好等特點，廣泛用于航天航空、交通、建筑和機械制造等工業。為了獲得高強度，工業上常進行T6處理（峰值時效），以期最大程度地在鋁基體中形成高密度納米級析出相，例如GP區、β″、β′、Q′等，從而獲得最高的合金強度。然而T6處理時，一方面，晶界析出相呈連續狀態分布，并與連續分布的晶界無析出區（PFZ）共同形成連續腐蝕微電池；另一方面，晶界無析出區與基體之間也形成連續腐蝕微電池。這二種形式的晶界區腐蝕微電池，造成6000系合金在T6狀態下具有嚴重晶間腐蝕敏感性，從而大幅度制約了該系合金的應用范圍。?

為了改善6000系合金的晶間腐蝕性能，工業上常常采用過時效處理（T7）。通過提高時效溫度和延長時效時間進行T7處理。過時效狀態下，晶界析出相發生粗化而呈不連續分布，導致斷續分布的晶界析出相與晶界無析出區之間不再形成連續腐蝕微電池；此外，過時效處理同樣會造成基體溶質原子充分析出和基體析出相嚴重長大，導致基體與晶界無析出區之間也不再形成腐蝕微電池。因此，過時效能夠消除合金的晶間腐蝕敏感性。但是，過時效處理造成基體析出相嚴重長大，會造成合金強度顯著下降，這反而又不利于合金力學性能的改善。因此，如果能夠開發出不低于、甚至是高于T6狀態的強度，同時又能消除其晶間腐蝕敏感性的形變熱處理方法，對于提升6000系鋁合金性能潛力及擴大其應用范圍具有重要意義。?

如前所述，對于6000系時效硬化型鋁合金來說，要獲得高強度和高耐蝕性，則要滿足基體析出相尺寸小、密度高，而晶界析出相粗大且斷續分布。然而這種組織特征很難僅通過時效處理來獲得。?

發明內容

本發明克服現有技術中6000系鋁合金峰值時效狀態（T6）強度雖高而晶間腐蝕敏感性嚴重的這一不足，提供一種6000系鋁合金的形變熱處理方法，通過預時效、冷軋變形和再時效相結合的方法，能夠在大幅度提高6000系鋁合金強度基礎上，同時又能消除晶間腐蝕敏感性。?

本發明采用的技術方案如下：一種6000系鋁合金的形變熱處理方法，步驟為：將6000系鋁合金依次經過如下步驟處理：（1）固溶處理；（2）淬火；（3）預時效；（4）冷軋變形；（5）再時效。?

固溶處理是將Mg、Si、Cu等合金元素溶入基體形成高溫固溶體，影響因素包括固溶溫度和固溶時間，其參數選擇基于如下原則：既保證合金元素充分溶入基體形成溶質原子，又不造成晶粒尺寸過分長大或過燒。一般來說，固溶溫度較高，則可以選擇較短的保溫時間，反之亦然。作為優選，步驟（1）所述的固溶處理，固溶溫度為530℃-560℃，固溶時間為1-4h。?

淬火的目的是將高溫固溶體快速冷卻下來，形成室溫過飽和固溶體。作為優選，步驟（2）所述的淬火方式主要采用水冷或風冷方式。?

預時效的目的是將鋁合金時效至欠時效或峰值時效狀態，從而預先在鋁基體中析出強化相，獲得析出強化效果，主要影響因素包括時效溫度和時效時間。作為優選，步驟（3）所述的時效溫度為150℃-190℃，時效時間為1-24h，通過時效溫度和時效時間的合理配合，使得合金處于欠時效或峰值時效狀態。一般來說，時效溫度較低，則時效時間較長，時效溫度較高，則時效時間較短。?

將預時效處理的鋁合金在常溫下進行冷軋變形，目的是在析出強化基礎上引入附加的形變強化效果。為了獲得較大的形變強化效果，作為優選，步驟（4）所述的最小冷軋變形量一般大于60%，而最大變形量則要以保證冷軋變形時合金不發生開裂為前提。?

作為優選，所述的變形量根據預時效硬化程度確定：預時效硬化程度較低時，通常選擇較大的變形量；預時效硬化程度較高時，一般選擇較小的變形量。?

將冷軋變形合金進行再時效處理，其目的是調整基體和晶界析出相特征，主要影響因素包括時效溫度和時效時間。作為優選，步驟（5）所述的再時效溫度為160℃-230℃，再時效時間為1-12h。再時效處理時，再時效溫度越高，則要選擇較短的再時效時間，反之亦然。具體參數通常需根據晶間腐蝕實驗結果進行選擇。?

本發明有益效果如下：本發明通過預時效、冷變形和再時效相結合的方法，能夠實現在大幅度提高6000系鋁合金強度基礎上，同時又能消除晶間腐蝕敏感性。?

附圖說明

圖1本發明變形熱處理示意圖；?