一种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺。解决了Al-Zn-Mg-Cu合金特别是在该系列合金基础上添加微量元素或者添加变质剂后所形成合金，这些合金组织中含有更多更复杂第二相；通过连铸方法生产大规格铸锭，该合金锭拥有发达的枝晶，在枝晶网胞间低熔点组成物很多。本发明专利技术有利于充分发挥该系合金潜在优异性能的特点，根据低温相在热处理过程中演变规律而制定出均匀化制度，即：采用“低温均匀化+高温均匀化”双级均匀化热处理。先将Al-Zn-Mg-Cu合金铸坯在460～470℃条件保温6～12小时，将炉温缓慢地升到480～490℃，然后在该温度条件下保温4～12小时，空冷到室温。本发明专利技术解决了Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化不完全问题，还缩短了均匀化时间，节约了热处理所消耗能量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺。解决了Al-Zn-Mg-Cu合金特别是在该系列合金基础上添加微量元素或者添加变质剂后所形成合金，这些合金组织中含有更多更复杂第二相；通过连铸方法生产大规格铸锭，该合金锭拥有发达的枝晶，在枝晶网胞间低熔点组成物很多。本专利技术有利于充分发挥该系合金潜在优异性能的特点，根据低温相在热处理过程中演变规律而制定出均匀化制度，即：采用“低温均匀化+高温均匀化”双级均匀化热处理。先将Al-Zn-Mg-Cu合金铸坯在460～470℃条件保温6～12小时，将炉温缓慢地升到480～490℃，然后在该温度条件下保温4～12小时，空冷到室温。本专利技术解决了Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化不完全问题，还缩短了均匀化时间，节约了热处理所消耗能量。【专利说明】—种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺
本专利技术涉及一种适用于Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化热处理新制度，特别是针对一些在Al-Zn-Mg-Cu合金基础上开发的成分多样组织复杂的合金而提出的一种新的均匀化热处理制度，通过该制度获得均匀化完全的铸态组织，从而改善合金加工性能以及提高合金后期热处理强化效果。
技术介绍
Al-Zn-Mg-Cu合金属于超高强铝合金，拥有良好的综合性能，是一种广泛用于航空航天、汽车制造和先进武器系统等工程领域的轻质金属结构材料。然而研究也发现，该系列铝合金中合金元素含量较高，易产生枝晶偏析，铸坯未溶相多，这种合金铸态组织，不仅能在铸坯中产生强的内应力和裂纹倾向，对后期铝合金塑性变形也会造成不良影响，还会影响合金热处理强化效果。所以，Al-Zn-Mg-Cu系合金必须通过均匀化处理消除或降低化学成分和组织的不均匀性，消除或减少铸锭在凝固和冷却过程中形成的内应力，提高铸锭的热塑性，同时使得低熔点第二相充分溶解，为后期固溶时效处理做好准备。 专利201010034149.3公开了一种可作为超高强铸造铝合金使用的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr-RE合金及其制备方法，在该专利中为了获得优良的强韧性，对合金进行了长时间变温均匀化并强化固溶时效处理，其中均匀化过程分两个阶段，48h，第一阶段保温温度为450?460°C，保温20?40h，第二阶段保温温度为455?465°C，保温时间4?Sh0然而这种均匀化制度时间太长，能耗较大，并且在专利中并未呈现均匀化后组织，到底均匀化效果如何并未可知。通过调研并结合具体实验，发现上述专利中公开的均匀化热处理工艺并不能使该系合金均匀化完全。专利201010556639.X公开了一种用于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金强化的均匀化处理方法，该方法原理是在Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的熔体进行金属型铸造时，在铸造过程中当合金的温度降到固相线温度以下的均匀化处理温度后，将合金放入箱式电阻炉中保温，然后取出空冷。该专利技术将铸造和热处理过程有机结合，有效解决因重新加热和加热速率控制不当带来的问题，并降低了一定量能耗。其中采用均匀化处理温度是450?470°C，保温的时间为10?36h，同样该专利中也未提供均匀化处理后金相照片。均匀化是否完全，金相照片可以一目了然，提供金相照片才最具有说服力。 查阅国内外很多专利以及论文，发现国内外对于Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的均匀化处理已进行了大量研究，并先后开发出了单级、双级或多级不同的均匀化处理工艺，然而他们所指定均匀化制度温度都是低于或等于470°C，并且时间都很长(多长于24h)，但是通过他们的研究发现都存在一种现象，就是不论通过那种均匀化制度处理后，均匀化效果都不完全，仍然有低熔点的第二相存在，如图1所示，图1为常见均匀化制度处理前后Al-Zn-Mg-Cu铝合金金相照片。其中，图1 (a)为470°C保温24h后的Al-Zn-Mg-Cu铝合金金相照片；图1 (b)为470°C保温48h后的Al-Zn-Mg-Cu铝合金金相照片。从图1中可以看出，常见均匀化制度处理时间很长，均匀化处理后还存在比较多的未熔相，并且当时间太长(如图1(b)均匀化时间为48小时)晶粒尺寸还有所增大，显然这会影响该系列合金的性能，说明进一步优化Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金均匀化制度是有必要的。最近201210287347.X专利申请了一种均匀化热处理方法，然而该专利申请所制定的工艺为三级均匀化，并且时间非常长，累计时间近50小时，在实际应用中耗时耗能，处理起来很不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现一种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺，本专利技术的工艺解决了 Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化不完全问题，并具有简单、低能耗、高效率等特点。 为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案。 —种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺，该均匀化工艺有以下步骤: (I)、对7系超硬铝合金使用的Al-Zn-Mg-Cu合金进行半连续铸造，制备直径大于200mm以上的圆铸锭或圆半固态铸锭作为坯料即为该均匀化工艺的均匀化热处理坯料； (2)、对步骤(I)制备的坯料进行热处理工艺；该热处理工艺有以下工序:将460?470°C作为第一级均匀化温度，先将炉温升到460?470°C，等炉温稳定后，然后将步骤(I)制备的坯料放到热处理炉中，保温6?12小时，进行第一级均匀化；将480?490°C作为第二级均匀化温度，再将炉温由460?470°C以0.2?0.5°C /min的升温速度升到480?490°C，在该温度条件下保温4?12小时，进行第二级均匀化；双级均匀化后，空冷到室温。 在所述的步骤(I)中，所使用的Al-Zn-Mg-Cu合金,该合金成分以重量百分比计，该合金成分为:Ζη5.0?8.0wt%，Mgl.5?3.5wt%，Cul.2?2.6wt%，且添加0.2￥七％的Al-5T1-lB细化剂，余为Al。 在有关Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化热处理的研究中发现，随着均匀化过程的进行，合金会产生新的相，有研究表明这种新相是S相(Al2CuMg)。图2表示Al-Zn-Mg-Cu合金460°C不同均匀时间处理后低温吸热峰变化示意图。从该图2中可以看出，随着均匀化过程的进行，第一个低温吸热小峰逐渐消失，同时伴随着第二个低温吸热小峰的产生。本专利技术作者根据低温吸热小峰的变化规律，制定出了一种新的均匀化制度:先在第一个低温吸热小峰开始点所对应温度(T1)以下5?15°C，并保温6?12小时，这时第一个低温吸热小峰消失，也就对应于合金中熔点最低的第二相已经完全溶解；然后再将温度升到第二个低温吸热小峰开始点所对应温度(T2)以下5?15°C，并保温4?12小时；最后空冷至室温。 收集并查阅Al-Zn-Mg-Cu合金铸态DSC曲线，发现低熔点相吸热峰只有一个，即本专利技术中所说的第一个低温吸热小峰(起始点所对应温度为T1),按照均匀化温度制定原贝IJ，在高于这个吸热峰对应温度进行均匀化热处理会发生过烧，所以是不能定高于这个温度的，然而根据本专利技术设计思路，第二级均匀化温度是高于第一个低温吸热小峰开始点所对应温度，所以本专利技术中定义第二级均匀化为高温均匀化。本专利技术制定的均匀化热处理制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于大规格7系超硬铝合金实际生产中的均匀化工艺，其特征在于该均匀化工艺有以下步骤：(1)、对7系超硬铝合金使用的Al‑Zn‑Mg‑Cu合金进行半连续铸造，制备直径大于200mm以上的圆铸锭或圆半固态铸锭作为坯料即为该均匀化工艺的均匀化热处理坯料；(2)、对步骤(1)制备的坯料进行热处理工艺；该热处理工艺有以下工序：将460～470℃作为第一级均匀化温度，先将炉温升到460～470℃，等炉温稳定后，然后将步骤(1)制备的坯料放到热处理炉中，保温6～12小时，进行第一级均匀化；将480～490℃作为第二级均匀化温度，再将炉温由460～470℃以0.2～0.5℃/min的升温速度升到480～490℃，在该温度条件下保温4～12小时，进行第二级均匀化；双级均匀化后，空冷到室温。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐骏，王海军，汤孟欧，张志峰，刘国，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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