[發明專利]一種Al-Mg-Si系變形鋁合金及其強韌化處理方法

有效

• 申請號: 201810506330.6
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108796313B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 王宏明;楊廣林;蔡潔;林文凱;李桂榮;蔣闊;唐鋒
• 申請（專利權）人: 泗陽敏于行精密機械有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22F1/043;C22F1/05
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 屠志煒

本發明屬于鋁合金處理技術領域，具體公開了一種Al?Mg?Si系變形鋁合金及其強韌化處理方法。所述合金中各成分按質量百分數計為：Si 1.03?1.08％，Mg 0.82?0.87％，Mn 0.72?0.79％，Cu 0.03?0.08％，Zr 0.02?0.04％，Cr 0.03?0.1％，Fe 0?0.3％，Zn 0?0.15％，Ti 0?0.1％，Pb 0?0.05％，余量為Al。該合金的強韌化處理方法包括以下步驟:(1)鋁合金的變形加工；(2)微波加熱固溶處理；(3)深冷處理；(4)時效處理。本發明通過對Al?Mg?Si系變形鋁合金進行特殊的加工、固溶、深冷和時效處理，可以獲得較高的硬度、強度和韌性的鋁合金。

技術領域

本發明屬于鋁合金處理技術領域，尤其是一種變形鋁合金強韌化方法；具體涉及一種Al-Mg-Si系變形鋁合金及其強韌化處理方法。

背景技術

Al-Mg-Si系變形鋁合金具有優異的綜合性能，其密度較小，比強度、比剛度、彈性模量都較高，機加工性能優良且零件尺寸穩定性好，不會對環境產生污染且易于回收等，逐漸成為工程結構材料中最具應用潛力的輕量化金屬。

研究表明，晶粒大小與分布對于材料的性能起主導作用，包括材料的強度、硬度、變形性能等都與材料晶粒相關，因此，調控材料的晶粒大小與分布成為調控材料性能的一種有效方法。

課題組最新的研究表明，深冷處理是一種調控材料組織結構的有效方法，在材料成品過程中將深冷處理與傳統熱處理相結合，從而得到性能更優的產品，具有廣泛的工業應用前景。

因此，本項發明的目的是提出一種高強韌形變鋁合金及其強韌化處理方法。

發明內容

本發明提供一種高強韌Al-Mg-Si系變形鋁合金及其強韌化處理方法，解決目前鋁合金材料性能不足的問題。

本發明所述的Al-Mg-Si系變形鋁合金中各成分，按質量百分數計為：Si 1.03-1.08％，Mg 0.82-0.87％，Mn 0.72-0.79％，Cu 0.03-0.08％，Zr 0.02-0.04％，Cr 0.03-0.1％，Fe 0-0.3％，Zn 0-0.15％，Ti 0-0.1％，Pb 0-0.05％，余量為Al。

采用本發明所述的Al-Mg-Si系變形合金的強韌化熱處理方法，具體步驟如下：

(1)鋁合金的變形加工：變形加工前Al-Mg-Si系鋁合金加熱溫度為500-520℃，模具溫度為460-480℃，模筒溫度為400-420℃，鋁合金的變形加工溫度為500-540℃。

(2)微波加熱固溶處理：鋁合金擠壓成型后，將變形鋁合金直接用微波快速加熱，在30-60s將鋁合金加熱到溫度510℃-540℃，并保溫3-5h后，用20-30℃水淬的固溶處理過程；

(3)深冷處理：將固溶水淬后的鋁合金放入-196℃液氮中深冷1-20h，隨后恢復至室溫；

(4)時效處理：將深冷后恢復至室溫的鋁合金放入165-195℃的溫度下保溫8-12h，最后取出空冷。

本發明的有益效果為：

(1)本發明通過對Al-Mg-Si系變形鋁合金進行固溶、深冷、時效處理，可以獲得具有較高的硬度，強度及延伸率的鋁合金，特別是，與傳統的熱處理工藝方法比較，本發明的過程中材料的綜合性能得到提高；理論分析及實踐數據表明，采用本發明，Al-Mg-Si系變形鋁合金相比于當前水平，顯微硬度、抗拉強度、屈服強度都有了顯著提高，達到強韌化的效果。