[發明專利]一種提高7075鋁合金熱沖壓成形性的熱處理方法

在審

• 申請號: 201710586517.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107686954A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 王寶雨;校文超;林建國;楊曉明;孟思齊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明主要屬于金屬材料塑性成形加工領域，具體涉及一種提高7075鋁合金熱沖壓成形性的熱處理方法。

背景技術

7075鋁合金是以鋅為主要合金元素的鋁合金，屬于熱處理可強化鋁合金，是最為常用的7XXX系高強鋁合金。限制7075鋁合金板料應用的主要原因是其在室溫下材料的塑性延伸率低，斷裂延伸率基本在15%以下。現有技術中，為了提高7075鋁合金的沖壓成形性，鋁合金熱沖壓工藝被應用于7075鋁合金的沖壓成形，在不降低材料強度的同時，提高材料成形過程中的塑性。

常規鋁合金熱沖壓工藝的工藝路線是：固溶處理-冷模具成形-保壓-時效，如圖1所示。在該工藝中，板料經固溶處理后迅速轉移至冷模具中，在成形的過程中實現淬火。這樣做的目的是防止析出相在轉移過程中析出，以降低材料的強度。雖然該工藝可以大幅提高鋁合金材料的成形性。但是，該工藝要求板料的初始成形溫度在略低于固溶溫度附近，而非材料的最優成形溫度區間。

因此，對鋁合金板料成形前的熱處理工藝進行改進，對于提高材料的成形性具有重要意義。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種提高7075鋁合金熱沖壓成形性的熱處理方法，所述熱處理方法通過在所述固溶處理步驟和所述冷模具成形步驟之間添加板料的強制冷卻步驟，所述強制冷卻步驟用于將所述板料冷卻至一定溫度后再進行變形；采用固溶后快速冷卻至成形溫度的熱處理方法，充分發揮了材料在高溫下的延展性，在原有鋁合金熱沖壓工藝的基礎上進一步提高了零件的成形性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種提高7075鋁合金熱沖壓成形性的熱處理方法，所述熱處理方法包括固溶處理步驟、冷模具成形步驟、保壓淬火步驟和時效步驟，所述熱處理方法在所述固溶處理步驟和所述冷模具成形步驟之間還包括板料的強制冷卻步驟，所述強制冷卻步驟用于將所述板料冷卻至一定溫度后再進行變形，所述熱處理方法能夠提高7075鋁合金的熱沖壓成形性。

進一步地，在所述強制冷卻步驟中，將所述板料冷卻至所述7075鋁合金的最佳成形溫度，所述7075鋁合金的最佳成形溫度為400-420℃。

進一步地，將所述板料冷卻至所述7075鋁合金的最佳成形溫度的過程中，控制冷卻速度高于25℃/s。

進一步地，所述強制冷卻步驟具體為：將經過固溶處理的7075鋁合金板料采用強制空冷或噴霧冷卻的方式進行強制冷卻，冷卻速度高于25℃/s，當冷卻至410℃時迅速轉移板料至模具，轉移時間控制在3s以內，以保證板料在變形時的初始溫度為400-420℃。

進一步地，所述固溶處理的步驟中，所述7075鋁合金板料的固溶溫度為480℃，固溶時間為10-60min。

進一步地，所述冷模具成形步驟中將模具采用通水冷卻，板料在所述模具內成形并保壓淬火，出模后進行人工時效。

進一步地，經過所述保壓淬火步驟，將成形后的鋁合金板料水淬至室溫。

進一步地，所述人工時效步驟的條件為：120℃/24hs。

本發明的有益技術效果：

相比于常規的鋁合金熱沖壓工藝， 通過本發明所述方法對7075鋁合金進行處理后，能夠獲得成形性更好的零件，零件的減薄率和厚度均勻性均有大幅提高。同時，材料的力學性能未出現下降，板料強度與常規熱沖壓工藝相當。本發明所述熱處理方法對于提高鋁合金的熱沖壓成形性具有重要意義，適用于航空航天、交通運輸等領域對鋁合金板料需求的快速發展。

附圖說明

圖1為現有技術中常規鋁合金熱沖壓工藝路線；

圖2為本發明實施例1中所述熱處理方法的鋁合金熱沖壓工藝示意圖；

圖3為變形溫度對7075鋁合金材料塑性延伸率的影響；

圖4為冷卻速度對7075鋁合金材料抗拉強度的影響。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。

實施例1