[發明專利]一種6061鋁合金的熱處理工藝

在審

• 申請號: 201410298244.2
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105274452A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 徐本倫
• 申請（專利權）人: 徐本倫
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種6016合金的處理工藝，特別涉及一種6061鋁合金的熱處理工藝。

背景技術

6061鋁合金熱處理可強化相是β(Mg2Si)相,其脫溶序列為A過飽和固溶體→G.P.區→β相→β′相→β相。時效初期Mg、Si原子在鋁基體的晶面上聚集,形成溶質原子富集區即G.P.區,與基體保持共格關系,邊界上的原子為母相A和G.P.區所共有。為了同時適應兩種不同原子排列形式,共格邊界附近產生彈性應變,正是這種晶格的嚴重畸變阻礙了位錯運動,從而提高了合金的硬度。隨著時效溫度的提高或時效時間的延長,Mg、Si原子進一步富集并趨向有序化,迅速長大成針狀或棒狀即為β相,其C軸方向的彈性共格結合引起的應變場最大,它的彈性應力也最高,當β相長大到一定尺寸,它的應力場遍布整個基體,應變區幾乎相連,此時合金的硬度最高;隨著時效過程的進一步發展在β相的基礎上,Mg、Si原子進一步富集形成局部共格的β′過渡相,其周圍基體的彈性應變有所減輕,對位錯運動的阻礙減少,此時強度達到最大值,硬度已有所下降。時效后期在β′相與基體界面上形成穩定的β相,失去了與基體之間的共格聯系,完全從基體中脫離出來,共格應變消失,硬度下降。從上述脫溶過程來看,G1P1區、β相和β′相都能有效地提高6061鋁合金的硬度,但強化效果有所不同,以β相的強化效果最大,而一旦出現了β相,合金強度、硬度將下降,因而如何提高G1P1區和β相的密度就成為提高6061鋁合金硬度的關鍵。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：一種6061鋁合金的熱處理工藝，以通過最佳的熱處理工藝獲得性能優異的6016合金。

本發明的技術方案是：一種6061鋁合金的熱處理工藝，包含以下步驟：首先6061鋁合金熱處理工藝固溶溫度在500-550℃下進行，保溫3h，取出進行水淬，再分別在175℃-220℃下進行時效處理，時效時間為0.5-6h，進行時效即可。

固溶溫度為535℃。

時效處理溫度為175℃，時間為2h。

本發明的有益效果：

(1)熱處理工藝（固溶，時效）有效的提高6061鋁合金的力學性能，6061鋁合金表現在535℃固溶175℃時效2h硬度最高。

(2)6061鋁合金175℃時效2h析出相較多、尺寸細小且均勻分布。

(3)6061鋁合金的基體成分為鋁，加入少量的鎂和硅，屬于Al-Mg-Si系鋁合金。試樣除存在Al、Mg、Si以外幾乎沒有其他元素存在，因此經過熱處理后不能生成其他使其硬度增大的鋁化物，故6061鋁合金試樣的強度都不是很高。

(4)6061鋁合金熱處理工藝路線535℃固溶175℃時效2h獲得最高強度。

（5）加熱溫度過高或過長會造成鋁合金出現過燒現象，所以在現實生產中要避免此現象發生。

附圖說明

圖1為不同時效時間下的布氏硬度圖。

具體實施方式

本實驗所使用的材料是自行研制的新型鑄造鋁合金以及來自中國鋁業貴鋁分公司的6061鋁合金，新型鑄造鋁合金主加合金元素為Cu，屬鋁銅系鋁合金，還有其他微量元素如Mn、Ti、Cd、Cr、Zr、B、Re等。鑄造鋁合金具有高的流動性，較小的收縮率，熱裂，縮孔和疏松傾向小等優良的鑄造性能。6061鋁合金是AL-Mg-Si系中具有中等強度的可熱處理強化合金，Mg和Si是主要合金元素，其合金強度和耐蝕性都好。

6061鋁合金熱處理工藝固溶溫度在535℃下進行，保溫3h，取出進行水淬。再分別在175℃，200℃和220℃下進行時效處理。每一溫度下再分別時效時間為30min，1h，2h，4h，6h，10h，12h。每組一個試樣進行時效。

實驗在不同熱處理爐中進行，為了防止取樣時影響熱處理條件，時效溫度相同但時間不同的試樣在不同熱處理爐中進行。

材料的硬度和抗拉強度能直觀反應出材料的力學性能，所以通過對這種新型鑄造鋁合金的硬度和抗拉強度以及對6061鋁合金的硬度的檢測可以直觀的看出熱處理對鋁合金強化的作用。通過數據進行分析，可以很好的確定兩種鋁合金的較好熱處理工藝路線。硬度的測定采用HB-3000布氏硬度機進行硬度測量，壓頭直徑d=10mm，1000kg加載。將試樣檢測面用0號粗砂紙打磨平整光滑，每個樣測量三個不同的點，分別查國標布氏硬度對照表記錄布氏硬度值，得三個不同的硬度值，最后取各平均值作為該試樣的布氏硬度。