[發明專利]鋁合金的均勻化熱處理方法及其處理后的鋁合金以及強化熱處理方法及其處理后的鋁合金

有效

• 申請號: 201710646876.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107190187B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 姜鋒;童蒙蒙
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種鋁合金的均勻化熱處理方法及其處理后的鋁合金以及強化熱處理方法及其處理后的鋁合金。均勻化熱處理方法包括對鋁合金進行包括低溫均勻化處理和高溫均勻化處理的雙級均勻化處理；其中，低溫均勻化處理的溫度為200～300℃，時間為3.5～8h；高溫均勻化處理的溫度為450～480℃，時間為20～25h；進行均勻化熱處理的鋁合金包括Mn和Cr。本發明通過低溫和高溫均勻化處理結合的方式對含有Mn和Cr元素的鋁合金進行處理，得到粒徑和分布均勻的Al₆Mn和Al₇Cr粒子，具有較強的抑制再結晶作用，有效減少后續熱處理過程中再結晶組織的出現，避免對鋁合金的強度和硬度的弱化。

技術領域

本發明涉及鋁合金技術領域，尤其涉及鋁合金的均勻化熱處理方法及其處理后的鋁合金以及強化熱處理方法及其處理后的鋁合金。

背景技術

鋁合金是以鋁為基體元素的合金總成，主要包括的合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，還包括鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等合金元素。通常屈服強度在500MPa以上的鋁合金被稱為超高強度鋁合金，它們是以AL-Zn-Mg-Cu系和Al-Zn-Mg系為主的可熱處理強化的鋁合金(簡稱7xxx系鋁合金)。由于超高強度鋁合金具有高的比強度和硬度、良好的熱加工性、優良的焊接性能、高斷裂韌度，以及高抗應力腐蝕能力等優點而廣泛應用于航空航天領域，并成為這個領域中重要的材料之一。

其中，超高強度鋁合金中的Al-Zn-Mg-Cu系合金由于具有較高的強度、優良的耐蝕性能和焊接性能，被廣泛應用在軌道交通、航空航天器和地面車輛等裝備方面。在Al-Zn-Mg-Cu系合金的制造工藝中，合金的變形是Al-Zn-Mg-Cu系合金必不可少的一道加工工序。然而，合金在熱變形及后續的熱處理工藝中均會發生一定程度的再結晶，再結晶組織對合金的組織和性能有很大的負面影響，削弱合金的強度和硬度性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供鋁合金的均勻化熱處理方法及其處理后的鋁合金以及強化熱處理方法及其熱處理后的鋁合金，本發明提供的均勻化熱處理方法，能夠有效抑制合金變形以及熱處理過程中的再結晶，顯著提高鋁合金的強度和硬度。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種鋁合金的均勻化熱處理方法，包括：對所述鋁合金進行雙級均勻化處理；

所述雙級均勻化處理包括低溫均勻化處理和高溫均勻化處理；

所述低溫均勻化處理的溫度為200～300℃，所述低溫均勻化處理的時間為3.5～8h；

所述高溫均勻化處理的溫度為450～480℃，所述高溫均勻化處理的時間為20～25h；

所述鋁合金包括Mn和Cr。

優選的，所述高溫均勻化熱處理后還包括對所述鋁合金的冷卻處理。

優選的，所述低溫均勻化處理的溫度和高溫均勻化處理的溫度獨立地以升溫的方式達到：所述升溫至所述低溫均勻化處理的溫度的速率為1～3℃/min；所述升溫至所述高溫均勻化處理的溫度的速率為4～6℃/min。

優選的，所述鋁合金包括以下質量百分含量的組分：5.0～6.5％的Zn、2.0～3.0％的Mg、0.4～0.8％的Cu、0.1～0.3％的Mn、0.1～0.3％的Cr、0.01～0.02％的Ti、Zr≤0.1％、Si≤0.2％、Fe≤0.25％，其余為Al。

本發明提供了上述技術方案所述均勻化熱處理后的鋁合金。

本發明還提供了一種鋁合金的強化熱處理方法，包括以下步驟：

(1)采用權利要求1～5任一項所述的均勻化熱處理方法對所述鋁合金進行均勻化處理；

(2)對所述步驟(1)均勻化處理后的產物進行變形處理，得到變形產物；