[發明專利]一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術

有效

• 申請號: 201810434567.8
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108531836B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 陳志國;馬文靜;袁珍貴
• 申請（專利權）人: 湖南人文科技學院;中南大學
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057;C22F1/043;C22F1/047;C22F1/05;C22C21/16;C22C21/02;C22C21/08
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 蔣太煒

本發明本發明涉及一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術，屬于鋁合金熱機械處理技術領域。該方法包括下述步驟：步驟一、將鋁合金試樣固溶保溫后，進行低溫淬火，轉移時間不超過10s；步驟二、將步驟一所得的試樣進行深冷變形，得到深冷變形試樣，深冷變形處理溫度低于?120℃，深冷變形量≥5％，步驟三、將步驟二所得深冷變形試樣放入熱介質中，利用激振器對其進行振動處理；保溫和保持振動；得到振動逆向淬火處理后的試樣；步驟四、將步驟三所得振動逆向淬火處理后的試樣進行時效處理，得到成品。本發明工藝制備的鋁合金具有高綜合性能、低殘余應力，顯著增強了材料服役過程的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術，可以有效提高鋁合金強度、塑性的同時顯著降低殘余應力；屬于鋁合金熱機械處理技術領域。

技術背景

鋁合金作為一種具有優良性能的有色金屬結構材料，在航空航天、汽車、船舶等領域得到了廣泛應用。全球社會經濟和科學技術的飛速發展，對鋁合金的性能提出了越來越高的要求，使鋁合金的研究也隨之深入。

鋁合金在工業中的應用逐年增加，但成品質量參差不齊。生產出高質量的鋁合金材料成為當務之急。隨著科學技術的不斷進步發展，鋁合金型材不斷向著大型化、整體化、組織性能的均勻化與優質化方向發展。因此制備高性能鋁合金成為人們關注的熱點。

鋁合金經工業常規的熱機械處理工藝處理后，強度往往會得到大幅度提升，但同時塑性會降低，使得其強塑性匹配較差。另外，在熱機械處理過程中，鋁合金要提高其性能必然要經過固溶處理甚至變形處理。而鋁合金在固溶后的淬火過程和變形過程中，因受熱作用和不均勻變形會產生較大的殘余應力。殘余應力的存在使得工件在后續加工過程中產生變形、翹曲，服役過程中提前失效等不良后果。殘余應力還會引起鋁合金材料的應力腐蝕開裂、疲勞性能等。目前，消減殘余應力的方法大致可分為兩類：①熱處理法，包括熱時效、退火等。熱時效方法的殘余應力消減率僅為35％左右，且效率低下。退火處理消減殘余應力效果較好，但常常伴隨強度的下降；②機械法，包括拉伸和壓縮。機械法消除殘余應力具有一定效果，但機械法消除殘余應力是以增大塑性變形為代價的，嚴重消耗材料的塑性儲備，而且對材料的形狀尺寸要求苛刻。

因此，本領域亟需發明新的熱機械處理工藝，以期提高鋁合金強塑性的同時降低殘余應力。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術之不足，提供一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術，達到提升鋁合金的強度、塑性同時降低殘余應力的目的。

本發明一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術，包括下述步驟：

步驟一固溶淬火處理

將鋁合金試樣固溶保溫后，進行低溫淬火，轉移時間不超過10s；

步驟二深冷變形

將步驟一所得的試樣進行深冷變形，得到深冷變形試樣，深冷變形處理溫度低于-120℃，深冷變形量≥5％，

步驟三振動逆向淬火處理

將步驟二所得深冷變形試樣放入熱介質中，利用激振器對其進行振動處理；保溫和保持振動；得到振動逆向淬火處理后的試樣；

步驟四時效處理

將步驟三所得振動逆向淬火處理后的試樣進行時效處理，得到成品。

本發明一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術；步驟一中，試樣固溶保溫的溫度為470℃～550℃，保溫時間為30min～3h，低溫介質可為液氮、干冰等，淬火方式為噴淋或浸沒，具體實施方式由工件尺寸決定。

本發明一種制備高性能低殘余應力鋁合金的熱處理技術，步驟二中，深冷軋變形的溫度為-196℃～-120℃，總變形量為5％～40％，道次變形量為5％～10％，道次保溫時間為5min～15min。