[發(fā)明專利]一種鋁合金構件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110315952.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113106364A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 宋燕利;華林;周瀑;路玨;郝川川;王中美
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C22C21/10
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 柏琳容

本發(fā)明涉及一種鋁合金構件及其制造方法。該制造方法包括以下步驟：S1、將鋁合金原料板材進行固溶和淬火處理形成樣品；S2、將所述樣品在60?140℃下進行第一次時效處理；S3、將步驟S2處理后的所述樣品在20?45℃下輔助變形得到零件；S4、將步驟S3處理后的所述零件在160?175℃下進行第二次時效處理。本發(fā)明還包括上述制造方法制造得到的鋁合金構件。本發(fā)明在縮短強化時間的同時，確保了材料的抗拉強度。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料傳統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種鋁合金構件及其制造方法。

背景技術

為滿足全球汽車產業(yè)節(jié)能環(huán)保之需求，輕量化已逐漸成為汽車制造發(fā)展的必然趨勢。以鋁合金為輕質材料的汽車輕量化對車身減重節(jié)能減排至關重要。

時效處理是提升車用鋁合金零件強度的主要方法，合理的控制時效溫度與時效時間，可以使鋁合金零件達到較為理想的強度，以適應汽車零部件的使用性能。然而傳統(tǒng)的鋁合金時效工藝需要較長的耗時，一般需要20小時以上方能達到較高的強度，而縮短時效時間則無法充分發(fā)揮時效強化潛能，從而不能滿足材料的力學性能要求。

發(fā)明內容

為此，本專利以雙級時效工藝為基礎，提出一種鋁合金構件的制造方法，不僅大大縮短了強化時間，同時使材料獲得了與T6態(tài)相當?shù)膹姸取?/p>

本發(fā)明所要解決的技術問題是：如何縮短強化時間的同時，確保材料的抗拉強度。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種鋁合金構件及其制造方法。

本發(fā)明中鋁合金第一次時效處理的工作原理是：將固溶后的鋁合金在較低溫度加熱(60-140℃)，使析出物形核并有一定程度的長大，通過控制第一次時效處理的溫度與時間，使析出相的尺寸超過下一階段第二次時效處理時析出物形核的臨界尺寸，從而保證在第二次時效處理時析出物繼續(xù)生長；

本發(fā)明中鋁合金輔助變形的工作原理是：使第一次時效處理后的鋁合金在成形的同時產生位錯強化的效果。成形工藝安排在第一次時效處理以后、第二次時效處理以前，其目的為：保證了板材在少量成形的同時產生一定程度的位錯強化，縮短其溶質原子在位錯上聚集的時效時間，從而減少了成形后的鋁合金在較高溫時效時其位錯上形成粗大相的數(shù)量；

本發(fā)明中鋁合金第二次時效處理的工作原理是：對第一次時效處理-輔助變形后的鋁合金進行較高溫度的第二次時效處理，使上一階段第一次時效處理中形成的析出相進一步長大，同時控制第二次時效處理的溫度與時間，使長大后的析出相尺寸小于粗大相的臨界尺寸，從而在最大程度上提升了材料的強度。

本發(fā)明提出一種鋁合金構件的制造方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金原料板材進行固溶和淬火處理形成樣品；

S2、將所述樣品在60-140℃下進行第一次時效處理；

S3、將步驟S2處理后的所述樣品在20-45℃下輔助變形得到零件；

S4、將步驟S3處理得到的所述零件在160-175℃下進行第二次時效處理。

進一步地，在步驟S1中，將所述鋁合金原料板材在475-500℃下進行所述固溶處理。

進一步地，進行所述固溶處理的時間為15-60min。

進一步地，在步驟S2中，進行所述第一次時效處理的時間為0.5-5h。

進一步地，在步驟S2中，進行所述第一次時效處理的時間為2-2.5h。

進一步地，在步驟S3中，所述樣品在20-45℃下輔助變形的變形量為3％-20％。

進一步地，在步驟S4中，進行所述第二次時效處理的時間為15-50min。