本发明专利技术公开了一种航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，其采用三级均匀化热处理方法，第一级能够消除铸锭内应力，使低熔点相消失，将最终的均匀化温度提高到略高于T相熔点，可使铸锭在不过烧的情况下实现高温均匀化，均匀化过程中总时间减少，提高均匀化效果，同时采取金属定温，提高升温速率的方法，能够提高生产效率，实现节能效果。
【技术实现步骤摘要】
一种航空用铝合金均匀化热处理工艺
本专利技术涉及高强铝合金热处理方法，具体是一种航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，能够提高升温速率，缩短均匀化时间，提高生产率。
技术介绍
航空用7系铝合金主要特点是合金含量高，成分多，熔炼铸造后生成相复杂，脆性共晶化合物分布在晶界上，为确保板材成型及零部件的生产加工，需要对铸锭进行均匀化退火。温度越高均匀化效果越高，所需要的时间越短，但7系铝合金铸锭中有低熔点的T相，为防止过烧，传统的均匀化退火工艺均在T相熔点温度以下，往往需要长时间退火，才能达到下一步加工的要求。在多级热处理过程中，往往因为升温速度慢，影响生产效率。
技术实现思路
本专利技术采用三级均匀化热处理方法，第一级能够消除铸锭内应力，使低熔点相消失，将最终的均匀化温度提高到略高于T相熔点，可使铸锭在不过烧的情况下实现高温均匀化，均匀化过程中总时间减少，提高均匀化效果。同时采取金属定温，提高升温速率的方法，能够提高生产效率，实现节能效果。本专利技术主要是优化了航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，针对航空用的7050开展研究，其技术方案为一种航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，其特征在于，对航空用7系铝合金依次进行均匀化处理，多级回火处理，降温处理，具体过程为：1）一级均匀化处理：将铝合金铸锭在420℃条件下进行保温6-8h;2）二级均匀化处理：将一级均匀化处理后的铝合金铸锭升温至450℃条件下进行保温6-8h；升温速率为40℃/h3）三级均匀化处理：将二级均匀化处理后的铝合金铸锭在475℃条件下进行保温8-12h；4）铝合金热轧：将均匀后处理后的铝合金铸锭在440℃温度下热轧成4-8mm的铝合金板材；5）铝合金冷轧：将铝合金热轧板在常温下轧制成2-4mm的铝合金板材；6）一级固溶处理：将铝合金板材在盐浴炉中加热，加热温度为455℃，保温时间为30-240min；7）二级固溶处理：将一级固溶处理后的板材继续升温至475℃，保温时间为30-120min；8）时效处理：时效处理加热温度为120℃，保温时间为10-30h，根据合金成分和性能要求调整保温时间。进一步地，所述三级均匀化退火在475℃进行保温，温度在熔点临界点，实现高温均匀化，提高效果进一步地，所述均匀化热处理加热时升温速率保持在40℃/h，提高生产率进一步地，所述均匀化退火进行金属定温，埋偶生产的方法进一步地，按重量百分比所述航空用7系铝合金由以下组分组成：Mg1.0-2.4%，Cu1.0-2.4%，Zn4.0-9.0%，Zr0.1-0.3%，余量为Al和杂质元素。进一步地，所述的航空用7系铝合金中每种杂质元素的含量为0-0.05%，所有杂质的总含量为0-0.15%。本专利技术的有益效果是：1、均匀化热处理工艺之前需要对铸态组织先预先去应力退火，消除内应力，本专利技术不需要去应力退火工序，可直接进行均匀化热处理工艺，第一级420℃热处理工艺能够同时起到去除铝合金铸锭内应力作用。2、本专利技术第一级热处理420℃在去除内应力的基础上，实现部分合金元素的扩散；第二级热处理为450℃，主要目的能够使低熔点相中的Zn元素完全扩散，低熔点相消失，防止第三级热处理时过烧，提高均匀化效果。3、节省时间，提高生产率。本专利技术三级均匀化热处理温度依次为420℃、450℃、475℃，温度高，均匀化进程加快，提高了生产率。现有技术一般生产工艺为，单级均匀化处理加热温度为455℃，保温60h以上；二级均匀化处理工艺为435℃×12h+465℃×36h，耗费时间为48h，本专利技术三级均匀化热处理工艺，耗费时间最高为8+8+12+4+2=34h，能够大幅度缩短生产时间，提高生产率。4、本专利技术采取金属定温，埋偶生产的方法，升温时间为40℃/h，升温时间快，提高生产率。5、本专利技术的热处理工艺使合金元素扩算更加充分，效果明显，主加Zn元素从晶界处完全扩散结束。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术工艺方法的简化图；图2是本专利技术铝合金一级热处理后的金相组织；图3是本专利技术铝合金二级热处理后的金相组织；图4是本专利技术铝合金三级热处理后的金相组织；图5是本专利技术铝合金均匀化热处理后的金相组织500X；图6是本专利技术中实施例1经热处理工艺后的金相组织示意图；图7是本专利技术中实施例2经热处理工艺后的金相组织示意图；图8是本专利技术中实施例3经热处理工艺后的金相组织示意图。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。对铝合金成分进行检测，确定主加合金元素含量，检测方法为确保准确，一般采用化学分析法，采用ICP检测，如7050铝合金，铸锭扁锭，横截面积尺寸为600×1600，经成分检测结果为表1，符合7050铝合金成分范围。表1铸锭成分检测结果合金元素ZnMgCuFeSi成分含量6.1522.3872.2910.0510.036本专利技术主要是优化了航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，可应用于主加Zn元素成分相近的7系铝合金，采取三级均匀化热处理等工艺。具体工艺：均匀化热处理：一级热处理加热温度为420℃，热炉加料，金属定温，埋偶生产，保温时间为6-8h，主要目的是消除铸锭内应力，使部分Zn元素扩散。二级热处理加热温度为450℃，升温速度为40℃/h，保温时间6-8h，金属定温。主要是使低熔点T相中的Zn元素扩散，T相转变为S相，提高最低熔点，防止过烧。三级热处理加热温度为475℃，升温速度为40℃/h，保温8-12h，金属定温。主要是在尽可能高的温度下扩散，提高扩散效果，缩短均匀化时间。二级固溶处理：第一级淬火温度为455℃，盐浴炉中保温时间0.5-4h；第二级淬火温度为475℃，保温时间为0.5-2h时效处理：单级时效，加热温度为110-160℃，保温时间为10-30h。实施案例17系航空用铝合金铸锭经420℃×8h+450℃×8h+475℃×12h均匀化处理后效果良好，与铸态组织相比，晶界处粗大共晶组织基本消失，仅有的少量组织不再连续，断开，呈粒状或短线状，晶界不再明显，经能谱分析，能谱分析结果表2所示，Zn元素扩散完毕，晶界处不再含有Zn元素，晶界处粒状和短线状的元素主要是Al，Cu，Mg,不再有脆性大的T相，主要由S相和θ相组成。表2均匀化三级热处理工艺能谱分析结果ElementAlZnMgCuSpot149.72022.3616.74Spot250.26019.9915.96Spot359.350.9815.0212.15实施案例27系航空用铝合金铸锭经420℃×7h+450℃×7h+475℃×11h均匀化处理后效果良好，与铸态组织相比，晶界处粗大共晶组织基本消失，仅有的少量组织不再连续，断开，呈粒状或短线状，晶界不再明显，经能谱分析，能谱分析结果表3所示，Zn元素基本扩散完毕，含量极低，晶界处粒状和短线状的元素主要是Al，Cu，Mg,不再有脆性大的T相，主要由S相和θ相组成。表3均匀化三级热处理工艺能谱分析结果ElementAlZnMgCuSpot155.491.5623.5317.06Spot258.351.422.6915.21Spot386.222.326.493.15实施例37系航空用铝合金铸锭经420℃×6h+450℃×6h+475℃×10h均匀化处理后效果良好，与铸态组织相比，晶界本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，其特征在于，对航空用7系铝合金依次进行一级、二级、三级均匀化热处理后，将铝合金板材制备成2‑8mm的板材，将铝合金板材进行固溶时效处理，固溶处理采取双级固溶的方式，进行具体过程为：1）一级均匀化处理：将铝合金铸锭在420℃条件下进行保温6‑8h;2）二级均匀化处理：将一级均匀化处理后的铝合金铸锭升温至450℃条件下进行保温6‑8h；升温速率为40℃/h3）三级均匀化处理：将二级均匀化处理后的铝合金铸锭在475℃条件下进行保温8‑12h；4）铝合金热轧：将均匀后处理后的铝合金铸锭在440℃温度下热轧成4‑8mm的铝合金板材；5）铝合金冷轧：将铝合金热轧板在常温下轧制成2‑4mm的铝合金板材；6）一级固溶处理：将铝合金板材在盐浴炉中加热，加热温度为455℃，保温时间为30‑240min；7）二级固溶处理：将一级固溶处理后的板材继续升温至475℃，保温时间为30‑120min；8）时效处理：时效处理加热温度为110‑160℃，保温时间为10‑30h，根据合金成分和性能要求调整保温时间。
【技术特征摘要】
1.一种航空用7系铝合金均匀化热处理工艺，其特征在于，对航空用7系铝合金依次进行一级、二级、三级均匀化热处理后，将铝合金板材制备成2-8mm的板材，将铝合金板材进行固溶时效处理，固溶处理采取双级固溶的方式，进行具体过程为：1）一级均匀化处理：将铝合金铸锭在420℃条件下进行保温6-8h;2）二级均匀化处理：将一级均匀化处理后的铝合金铸锭升温至450℃条件下进行保温6-8h；升温速率为40℃/h3）三级均匀化处理：将二级均匀化处理后的铝合金铸锭在475℃条件下进行保温8-12h；4）铝合金热轧：将均匀后处理后的铝合金铸锭在440℃温度下热轧成4-8mm的铝合金板材；5）铝合金冷轧：将铝合金热轧板在常温下轧制成2-4mm的铝合金板材；6）一级固溶处理：将铝合金板材在盐浴炉中加热，加热温度为455℃，保温时间为30-240min；7）二级固溶处理：将一级固溶处理后的板材继续升温至475℃，保温时间为30-120min；8）时效处理：时效处理加热温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：房洪杰，史春丽，孙杰，初晋华，戴菡，孙伟力，张倩，赵俊凤，
申请(专利权)人：烟台南山学院，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。