[發明專利]一種Al-Cu-Mg合金的熱處理方法

無效

• 申請號: 201310717725.8
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103695823A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 陳忠家;張秋婉;李琳;劉程;趙洪梅;張楓;楊勇
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;界首市楓慧金屬有限公司
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種熱處理工藝方法，是一種可獲得優良成形性能Al-Cu-Mg合金的熱處理制度，屬于有色金屬技術領域。

背景技術

Al-Cu-Mg系合金屬可熱處理強化的變形鋁合金，具有中等強度、高損傷容限等特點，在工業生產中被廣泛應用。其性能與熱處理工藝關系密切，研究針對不同性能要求的熱處理制度可適應新時代各個行業對此類合金性能的不同需要。鋁合金的成形性能相較傳統鋼板較差，通過采用合理的熱處理制度，提高其成形性能具有重大意義。

杯突實驗和彎曲實驗可用于測定材料的IE值和最小彎曲半徑。IE值越大表明材料的脹形性能越好；最小彎曲半徑值越小表明材料的彎曲性能越好。

目前報道的熱處理制度得到的合金成形性能都不甚理想。本發明提出的熱處理工藝可使Al-Cu-Mg合金獲得較優的成形性能。

發明內容

本發明專利的目的在于提供一種Al-Cu-Mg合金的熱處理方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，選料

選用Al-Cu-Mg合金，所述合金的含量Al：Cu：Mg=94.09：4.31:1.60；

步驟二，熱處理

將步驟一所選用的合金放置于箱式爐中固溶，所述箱式爐的溫度為490-500℃，固溶時間為30-50min，將固溶處理過的合金放置于溫度為150-200℃的熱處理爐中保溫2-10h，之后將該合金放置于溫度為210℃-300℃的熱處理爐中保溫1-20min，最后將該合金放置于溫度為150-200℃的箱式爐中保溫2-10h，既得。

步驟二中所制得的Al-Cu-Mg合金的杯突IE值可達到9.257，最小相對彎曲半徑R_min/t為2.0。

在兩次時效之間增加低溫短時保溫處理的合金，主要以細小彌散的GP區為主，存在少量的析出相，合金組織比較均勻，晶粒細化。本發明的有益效果在于：

本發明提出的熱處理制度能夠得到GP區細小彌散、晶粒細化，組織均勻的合金。兩次時效之間的低溫短時保溫，達到了其他時效處理達不到的效果。總之，本發明方法簡單，操作方便，對設備要求較低。處理后的合金測得的杯突IE值可達到9.257，最小相對彎曲半徑為2.0，有效地提高了合金的成形性能，是一種很有應用前景的熱處理制度。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

a.固溶處理：將厚1mm的板材放入溫度為490-500℃的箱式爐中保溫30-50min后取出，在室溫水中淬火；

b.人工時效：將固溶處理過的合金放在溫度為150-200℃的熱處理爐中保溫2-10小時，采取到溫入爐的方式處理；

c.回歸處理：將人工時效過的合金在210-300℃下回歸1-20min；

d.再時效處理：經過以上處理的合金在150-200℃下保溫2-10小時。

e.性能測試：將處理后的合金按國標進行杯突實驗和彎曲實驗。

實施案例：

將厚度1mm的Al-4.31Cu-1.60Mg板材按GB_4156-1984標準加工成95mm×95mm的方形試件，放入溫度為493℃的箱式爐中保溫30min后取出，快速在室溫水中淬火；將固溶處理過的合金放在溫度為190℃的熱處理爐中保溫10小時；將人工時效過的合金在270℃下保溫

4min；之后快速將試件轉移到溫度為190℃的箱式爐中，保溫10h后取出。

杯突實驗嚴格按照GB_4156-1984標準在BCS30D成形試驗機上進行，試驗前試樣兩面和沖頭輕微涂以潤滑脂，凸模速度設定為10mm/min，壓邊力設定為10KN。實驗過程如下：將試件夾緊，用規定的鋼球或球形沖頭頂壓在模內的試樣，直至試樣產生第一條裂紋為止，其壓入深度即杯突深度。

將厚度1mm的Al-4.31Cu-1.60Mg板材按GB/T15825.5—1995標準加工成寬度50±0.5mm、長度75±1.0mm的板條若干，使長度方向沿軋制方向，放入溫度為493℃的箱式爐中保溫30min后取出，快速在室溫水中淬火；將固溶處理過的合金放在溫度為190℃的熱處理爐中保溫10小時；將人工時效過的合金在270℃下保溫4min；之后快速將試件轉移到溫度為190℃的箱式爐中，保溫10h后取出。