[發明專利]一種6系及7系鋁合金超快速固溶處理方法在審

申請號：	201710990286.6	申請日：	2017-10-20
公開（公告）號：	CN107502842A	公開（公告）日：	2017-12-22
發明（設計）人：	張志強;孟松峰;余劍豪;趙勇;李湘吉	申請（專利權）人：	吉林大學
主分類號：	C22F1/05	分類號：	C22F1/05;C22F1/053
代理公司：	吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100	代理人：	魏征驥
地址：	130000 吉***	國省代碼：	吉林;22
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種鋁合金快速處理方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于金屬材料熱處理技術領域，具體涉及一種鋁合金的超快速固溶熱處理方法。

背景技術

汽車的輕量化在節能減排中占有非常重要的地位。試驗表明，在其他條件相同情況下，汽車的重量每減輕100kg，每百公里的燃油消耗將減少0.4～lL，汽車的重量每減少10％，燃油的消耗可降低6％～8％。鋁合金材料具有密度小、比強度高、耐蝕性好和成本低等一系列優點，目前正越來越多用于汽車車身零件的生產。6系鋁合金可熱處理強化，強度適中，耐腐蝕性好，容易涂裝著色，綜合性能良好，多用于制造汽車的外殼以及車身的框架，如Audi A8采用6016作為生產車身板材料；7系超高強鋁合金具有優良的綜合力學性能，是廣泛應用在汽車、航空航天等領域的一種輕質材料。其中7075鋁合金具有較高的強度和吸能性，在合理設計車身結構的基礎上，能夠獲得超高強度的鋁合金車身，與傳統的鋼制車身相比，在滿足原有性能的基礎上，能夠明顯提高汽車的輕量化效果，因此汽車的各項綜合性能會大幅度提高。然而鋁合金材料在室溫下的成形性能差、回彈大，因此在汽車車身零件的應用上，傳統的冷沖壓工藝不再適用，必須采用熱成形等新工藝，但是熱成形工藝會嚴重降低鋁合金的材料性能。解決該問題的一種方法是將成形過程和熱處理過程相結合，依靠同一套模具實現“成形”和“控性”的目的。基于此，鋁合金熱沖壓新技術是正在研究中的一種針對于高強度鋁合金材料的先進生產工藝，其成形過程是將完全固溶后的鋁合金板材快速轉移到水冷模具上，然后快速合模成形，成形完成后保持合模以完成零件模內淬火，最后進行時效處理以提高其強度。高溫下成形可提高板材成形性能，模內淬火能夠保證其強度和尺寸精度。

鋁合金熱沖壓技術中，材料的固溶處理對零件最終性能有重要影響，相關研究表明，選擇合理的固溶溫度和保溫時間可以提高粗大、難溶相的固溶度，讓合金元素更多地溶入基體，通過時效強化，更有利于提高鋁合金的性能。目前人們對鋁合金熱處理工藝的研究與發展主要集中在時效方面，對固溶過程的研究還很少，目前通常采用循環氣體加熱爐對板料進行加熱，但相對與鋼板而言，鋁板的黑度小，傳熱系數小，所以加熱過程升溫速度慢，對于1-3mm后的鋁板，其加熱時間需要20-60分鐘，而且加熱到目標溫度后還需要長時保溫已完成固溶處理。長的固溶處理時間和高的能量消耗都不利于該項技術的工業化應用，有必要提出新的固溶處理方法以縮短固溶處理時間并降低能耗。

發明內容

本發明提供一種6系及7系鋁合金超快速固溶處理方法，以解決對現有6系及7系鋁合金固溶處理時間過長，能耗大，不利于工業化生產的問題。

本發明采取的技術方案是，包括下列步驟：

步驟1：直接接觸加熱固溶處理：

將鋁合金板料放入預先加熱的上加熱體和下加熱體之間，上加熱體、下加熱體預熱溫度為470-530℃，上加熱體在壓力機驅動下向下移動同下加熱體一起壓緊鋁合金板料，壓力為15-50MPa，保壓時間為20-60s，以進行充分固溶；

步驟2：板料轉移

快速將加熱固溶處理后的板料轉移至成形淬火模具，轉移時間小于5s；

步驟3：成形及淬火處理

將帶有冷卻裝置的模具對固溶后板料進行成形同時淬火處理，其中成形時間0.5-3s，保壓時間4-10s，零件移出模具溫度低于50℃；

步驟4：時效處理

將零件放入時效爐，加熱至120-180℃，保溫8-24h，然后出爐空冷。

所述鋁合金板料為6系或7系鋁合金板料。