[發明專利]一種鋁合金材料的快速熱處理工藝

有效

• 申請號: 202111492373.1
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN113881906B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 周標;郭成強;張奇峰;李檀;林國峰;徐旭東
• 申請（專利權）人: 寧波旭升汽車技術股份有限公司
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 浙江中桓聯合知識產權代理有限公司 33255
• 代理人: 朱萍

本發明涉及一種鋁合金材料的快速熱處理工藝，屬于鋁合金熱處理技術領域。本發明公開了一種鋁合金材料的快速熱處理工藝，所述工藝包括如下步驟：將預熱后的鋁合金棒料通過輥鍛、預鍛、終鍛、淬火、機加工，再進行T5人工時效處理；T5人工時效處理溫度為180?210℃，時間為100?150min；所述輥鍛、預鍛、終鍛過程材料溫度始終保持在400?550℃。

技術領域

本發明屬于鋁合金熱處理技術領域，涉及一種鋁合金材料的快速熱處理工藝。

背景技術

金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。熱處理是將材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。

熱處理的工藝不同，制得的產品的機械性能和內部組織不同。T5和T6熱處理是6xxx鍛造鋁合金常用的兩種熱處理工藝。T5熱處理指的是從高溫成型過程冷卻，然后進行人工時效。T6熱處理是由固溶熱處理后，不再進行冷加工，然后人工時效。目前由于對鋁合金產品的機械性能要求比較高，通常采用T6的熱處理方式，但是獲得的產品晶粒尺寸較大、步驟較為繁瑣；而現有的T5熱處理工藝由于鍛造之后產品溫度通常較低，且溫度不穩定，鍛件的機械性能很難滿足要求。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提出了一種鋁合金材料的快速熱處理工藝，滿足鋁合金材料高強度、高穩定性等性能要求并縮短熱處理時間。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種鋁合金材料的快速熱處理工藝，所述工藝包括如下步驟：將預熱后的鋁合金棒料通過輥鍛、預鍛、終鍛、淬火、機加工，再進行T5人工時效處理；T5人工時效處理溫度為180-210℃，時間為100-150min。

本發明的熱處理過程采用淬火、T5人工時效處理，舍去了常規的固溶處理，轉為通過提高產品鍛造溫度，使產品鍛造成型后仍有較高的溫度，有足夠多的第二相融入固溶體中，并且鍛造完成后鍛件立即進行快速水冷，第二相來不及析出，也可以獲得過飽和的固溶體，隨后進行時效處理使合金強化。因此，通過本發明的工藝能夠縮短時效的處理時間。

固溶處理通常是鋁合金強化熱處理的第一個步驟，但是單獨的固溶處理并不能達到合金強化的目的，通常是將固溶、淬火、時效相結合。對第二相在基體相中的固溶度隨溫度降低而顯著減小的合金，將其加熱至第二相能全部或最大限度的融入固溶體的溫度，保持一定時間后，以快于第二相自固溶體中析出的速度冷卻（淬火），即可獲得過飽和的固溶體（過飽和的溶質原子和空位）固溶處理后，隨即進行第二個步驟—時效，合金即可得到顯著強化。材料加熱溫度越高，融入固溶體的第二相越多，即固溶體的濃度越高，在隨后的時效后的強化效果越好。

本發明中將鍛造后的材料直接進行淬火，但是剛剛淬完火的變形鋁合金材料，其強度只比退火狀態的稍高一點，而延伸率卻比較高；淬火所得的過飽和固溶體是不穩定的，這種過飽和固溶體有自發分解的趨勢。因此需要進行時效處理，把它置于一定的溫度下，保持一定的時間，過飽和固溶體便發生分解，從而引起合金的強度和硬度的大幅度增高。此外，時效時間過長會導致硬度降低。

作為優選，所述鋁合金棒料的預熱溫度為510-550℃，時間為20-60min。

鋁合金棒料在510-550℃預熱20min以上，使得第二相能最大限度的融入鋁合金基體里。

作為優選，所述輥鍛、預鍛、終鍛過程材料溫度始終保持在400-550℃。

進一步優選，所述輥鍛后溫度高于預鍛溫度，預鍛溫度高于終鍛溫度。

作為優選，所述輥鍛后材料溫度為480-520℃。

作為優選，所述預鍛溫度為450-500℃。