[發(fā)明專利]一種鋁合金形變熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610064952.9
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105543738B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃亮;李小霞;李建軍;莫健華;王澤宇;馬慧娟;朱輝;曾嶸
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 廖盈春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高鋁合金強韌性的電磁成形和時效復(fù)合新方法，屬于鋁合金形變熱處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著航空航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，對材料性能的要求越來越高，而減少結(jié)構(gòu)重量是提高航天飛行器性能的主要方法之一。其中輕量化常從提高材料的抗拉強度，彈性模量或者抗裂紋拓展性能著手。鋁合金具有低密度、高比強度、良好的成型性和耐蝕性、低成本等一系列優(yōu)勢，在航空航天及工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對鋁合金進行熱處理，可提高鋁合金的力學(xué)性能，增強耐腐蝕性能，改善加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。可熱處理強化鋁合金包括2XXX系鋁合金、6XXX系鋁合金和7XXX系鋁合金。常用的2219鋁合金是一種高強，耐熱、可焊的Al-Cu-Mn系鋁合金，于上世紀50年代后期研制成功，該鋁合金具有良好的高低溫力學(xué)性能、斷裂韌性、超塑性、機械加工性能及焊接性能，因而在工業(yè)與航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，在實際應(yīng)用中，對該類鋁合金的加工處理方法包括預(yù)變形-固溶淬火-終變形-人工時效等環(huán)節(jié)，其中鋁合金成形構(gòu)件熱處理困難，容易導(dǎo)致二次變形，使用性能下降，應(yīng)用范圍受到了一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提出一種提高鋁合金強韌性的電磁成形與熱處理復(fù)合新方法，用于提高鋁合金抗拉強度和塑性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，包括如下步驟：

(1)固溶淬火，將鋁合金試樣在加熱爐中以530℃-540℃溫度保溫35-45min；

(2)雙級時效處理，將固溶淬火后的試樣放入加熱爐作雙級時效處理，其中預(yù)時效溫度100℃-160℃，預(yù)時效時間2h-8h，終時效溫度170℃-230℃，終時效時間4h-12h；

(3)電磁成形，將經(jīng)雙級時效處理后試樣置入模具，進行電磁成形，電磁成形的放電能量為8.63-15.34KJ，變形量為10％-24％。

進一步的，所述的鋁合金形變熱處理方法中，所述電磁成形，是通過在所述模具中加裝跑道形線圈，線圈連接電磁能量裝置實現(xiàn)的。

進一步的，所述的鋁合金形變熱處理方法中，所述雙級時效熱處理采用的是正交實驗方法。

進一步的，所述的鋁合金形變熱處理方法中，所述步驟(1)中的鋁合金試樣是板材型。

進一步的，所述的鋁合金形變熱處理方法中，所述鋁合金為2XXX系鋁合金、6XXX系鋁合金和7XXX系鋁合金。

進一步的，所述的鋁合金形變熱處理方法中，所述鋁合金為2219鋁合金。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明利用固溶淬火-雙級時效-電磁成形的工藝路線，簡化了可熱處理強化鋁合金的制造工藝路線，避免了傳統(tǒng)制造工藝中成形構(gòu)件的熱處理及二次變形和性能降低的現(xiàn)象。

2.本工藝采用雙級時效制度，預(yù)時效可以提高第二相細小彌散程度，改善材料的塑性。同時電磁成形作為高速率變形方式相對于常規(guī)變形方式，不僅可以產(chǎn)生大的加工硬化，同時顯著改善材料的塑性。所以本工藝方案相對于傳統(tǒng)工藝顯著提高了材料的抗拉強度，同時改善了塑性。

3.工藝路線采用正交實驗方法，可以通過較少的實驗得到預(yù)時效溫度，預(yù)時效時間，終時效溫度，終時效時間及變形量對鋁合金力學(xué)性能和微觀組織的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實例1中所得到的時效因素對2219鋁合金抗拉強度的影響程度；

圖2為發(fā)明實例1中所得到的時效因素對2219鋁合金斷后延伸率影響程度；

圖3為本發(fā)明實例2所得到的終時效溫度對于2219鋁合金材料力學(xué)性能的變化曲線圖；

圖4為本發(fā)明實例2所得到的預(yù)時效溫度2219鋁合金材料力學(xué)性能的變化曲線圖；

圖5為本發(fā)明實例3所得到的電磁成形對2219鋁合金材料力學(xué)性能的變化曲線圖；

圖6為本發(fā)明步驟流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明實施例采用2219鋁合金完全退火態(tài)2mm薄板。用于測量材料抗拉強度和延伸率的拉伸試樣根據(jù)GB/G228-2002《金屬材料拉伸試驗方法》加工制定。

實施案例1