[發明專利]一種同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率的方法

有效

• 申請號: 201910726313.8
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110284085B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 朱慶豐;劉凡正;趙志浩;孔淑萍;王高松
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

本發明涉及一種同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率的方法，涉及鋁合金材料的變形及后續熱處理相結合的工藝。一種同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率的方法，是將Al?Zn?Mg?Cu系合金鑄錠進行一次擠壓，進行均勻化退火處理，再進行二次擠壓，最后固溶時效處理，其中所述一次擠壓為反向擠壓，擠壓溫度在390～430℃之間，擠壓比為9～16；所述二次擠壓為反向擠壓，擠壓溫度在380～450℃之間，擠壓比為14～25。本發明可利用鋁加工工業中的現有設備，通過改變形變熱熱處理工藝實現對鋁合金抗拉強度和延伸率的同時提高，獲得高質量的鋁合金擠壓。

技術領域

本發明涉及一種同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率的方法，涉及鋁合金材料的變形及后續熱處理相結合的工藝。

背景技術

鋁合金具有輕質、高強、耐蝕、可塑等一系列優良的特點，是一種應用最為廣泛的有色金屬結構材料。鋁合金已被廣泛應用于航天、航空、汽車、機械制造、船舶、高鐵、核工業、建筑、體育用品等多個領域。

伴隨著新合金的開發和制備工藝的改進，鋁合金的綜合性能不斷提高，鋁合金的應用領域也不斷擴展。提高鋁合金綜合性能的手段主要有2種，一種是利用合金化和成分優化的方法，一種是利用形變熱處理的方法。形變熱處理的方法主要是通過對鋁合金變形及熱處理過程中的工藝參數控制實現對鋁合金組織性能調控的方法，對于可時效強化熱處理的7xxx鋁合金，先后出現了T6、T651，T77等多種形變熱處理狀態，這些熱處理狀態在一定程度上提高了7xxx鋁合金的綜合性能。盡管這些現有的形變熱處理工藝涉及多種處理方法，但由于變形及熱處理過程的工藝條件控制相當復雜，新的形變熱處理方法不斷出現。美國專利(專利號3,743,549)通過對7075鋁合金進行先軋制變形，再進行均勻化退火，在軋制變形的形變熱處理工藝控制在不降低抗拉強度的前提下顯著提高了合金的延伸率和沖擊韌性。此專利僅涉及的7075鋁合金軋制過程形變熱處理的方法，并未涉及鋁合金擠壓過程中進行相關形變熱處理的方法。

與軋制過程的多道次變形不同，鋁合金擠壓多通過對鑄坯進行一次擠壓實現對鋁合金最終形狀和性能的控制。盡管這種方法可以實現形狀的精確控制，但受到擠壓設備能力限制，單次擠壓的變形量有限，要獲得較大的變形量則需進行二次擠壓變形。而傳統正向擠壓過程擠壓變形不均勻，二次擠壓會造成擠壓制品的組織不均勻甚至粗化，造成性能不穩定，因此，通過二次擠壓提高鋁合金性能的相關專利較少。與正向擠壓方法不同，反向擠壓可以實現擠壓過程較均勻的變形，為鋁合金通過二次擠壓變形和相應的熱處理工藝調控性能提供了可能。專利(專利號ZL201710791280.6)針對2xxx鋁合金擠壓變形及熱處理工藝的特點，提出了一種通過二次擠壓變形熱處理工藝同時提高2xxx鋁合金強度和延伸率綜合性能的方法。

發明內容

在之前專利的基礎上，本發明針對強度更高的7xxx鋁合金擠壓變形及熱處理工藝的特點，提出了一種通過二次擠壓變形熱處理工藝同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率綜合性能的方法。本發明的目的在于開發一種新的加工熱處理技術，提供一種可同提高常規拉伸強度、延伸率的Al-Zn-Cu-Mg系合金形變熱處理方法。本發明提出了一種同時提高鋁合金強度、延伸率的形變熱處理方法，實施方案如下：

一種同時提高7xxx鋁合金強度和延伸率的方法，是將Al-Zn-Mg-Cu系合金鑄錠進行一次擠壓，進行均勻化退火處理，再進行二次擠壓，最后固溶時效處理，其中，

所述一次擠壓為反向擠壓，擠壓溫度在390～430℃之間，擠壓比為9～16；

所述二次擠壓為反向擠壓，擠壓溫度在380～450℃之間，擠壓比為14～25。

本發明所述Al-Zn-Mg-Cu系合金由下述組分組成，化學成分按質量百分比為：Zn：5.1％～6.1％，Mg：2.1％～2.9％，Cu：1.2％～2％，Mn：≤0.30％，Cr：0.18％～0.28％，Fe：≤0.50％，Si：≤0.40，Ti：≤0.2％，余量為Al。