一种高强铝合金板材构件的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强铝合金板材构件的制备方法，先将高强铝合金板材进行固溶处理，固溶处理包括保温过程和淬火处理；将固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒作为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金板材构件的半成品；最后经烘烤处理得到高强铝合金板材构件成品。本发明专利技术将高强铝合金板材的固体颗粒压力温成形与预时效处理相结合，形成了固溶处理、颗粒介质压力成形+预时效处理、烘烤强化处理的高强铝合金板材构件制备工艺链，提高了生产效率，有效抑制了零件的回弹，确保了产品的尺寸精度，且具有节能环保的优势；对成形后的零件进行烘烤处理，有效提高了高强铝合金构件的强度和硬度，延长零件的使用寿命。

Method for preparing high-strength aluminium alloy plate member

The present invention provides a method for preparing high strength Aluminum Alloy plate component, the high strength Aluminum Alloy plate solution treatment, solution treatment process including insulation and quenching treatment; solid solution strength will Aluminum Alloy treated plate with solid particles as pre aging forming pressure medium, semi finished plate component high strength Aluminum Alloy; finally obtained by baking sheet component finished high strength Aluminum Alloy. The invention of high strength solid granules pressure temperature Aluminum Alloy sheet forming combined with pre aging treatment, the formation of solid solution particles, medium pressure forming + pre aging treatment, baking hardening plate members for high-strength Aluminum Alloy preparation process chain, improve production efficiency, effectively inhibit the parts to ensure the rebound. The dimensional accuracy of products, and has the advantages of energy saving and environmental protection; the forming parts are roasted, effectively improve the strength Aluminum Alloy member strength and hardness, prolong the service life of parts.

【技术实现步骤摘要】
一种高强铝合金板材构件的制备方法
本专利技术涉及高强铝合金板材构件
，特别涉及一种高强铝合金板材构件固溶后预时效成形及烘烤硬化方法。
技术介绍
高强铝合金材料具有密度低，比强度高，耐热、耐磨、耐腐蚀等优质特性，被广泛应用于航空航天、汽车工业和石油化工等领域。高强铝合金材料主要包括6xxx铝合金和7xxx铝合金材料，且这两种系列铝合金均为可热处理强化铝合金材料。由于高强铝合金室温变形能力较差，延伸率一般都小于10％，传统的刚性模具冲压成形方法无法成形复杂形状零件，且成形结束时易产生较大的回弹，造成零件平直度和尺寸精度较差，极大地限制了其应用范围。近年来发展了温热成形技术，大大提高了高强铝合金的成形能力，虽然随着成形温度的升高，铝合金材料的成形性能显著提高，但高温条件成形铝合金构件会使其微观组织发生改变，造成成形零件的强度和硬度降低，不能满足工业应用的使用要求，降低成形零件的使用寿命。常规的提高零件强度和硬度的方法是通过对成形后的零件进行热处理以使零件的力学性能得到强化，如固溶处理+人工时效处理，但由于人工时效的时间较长，处理后得到零件尺寸仍然容易发生变化，进而影响零件尺寸精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强铝合金板材构件的制备方法，本专利技术提供的制备方法具有工艺简单、节能环保的优点，所得高强铝合金板材构件的尺寸精确，同时具有较高的强度和硬度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了高强铝合金板材构件的制备方法，包括以下步骤：(一)将高强铝合金板材进行固溶处理，所述固溶处理包括保温过程和淬火处理；(二)将所述步骤(一)经固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金构件半成品；(三)将所述步骤(二)预时效成形后得到的高强铝合金构件半成品进行烘烤处理，得到高强铝合金构件成品。优选的，所述保温过程的温度为470～570℃。优选的，所述保温过程的保温时间为30～150min。优选的，保温过程后进行淬火处理的转移时间小于5s。优选的，所述淬火处理为水淬。优选的，所述淬火处理的温度为10～60℃。优选的，所述固体颗粒为氧化锆陶瓷球。优选的，所述氧化锆陶瓷球的直径为0.3～2.0mm，抗弯强度为1000～1300MPa，断裂韧性范围为14～16MPa，硬度不小于90～130HRA。进一步优选的，所述氧化锆陶瓷球的直径为0.5～0.8mm。优选的，所述预时效成形的温度为150～240℃。优选的，所述预时效成形的保温时间优选0.5～3min。优选的，所述烘烤处理的温度优选170～200℃。优选的，所述烘烤处理的时间优选20～40min。本专利技术提供了一种高强铝合金板材构件的制备方法，先将高强铝合金材料进行固溶处理，固溶处理包括保温过程和淬火处理；将固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金板材构件半成品；然后对高强铝合金板材构件半成品进行烘烤处理，得到高强铝合金板材构件成品。本专利技术将高强铝合金板材的固体颗粒压力温成形与预时效处理相结合，形成了固溶处理、预时效成形(固体颗粒压力成形+预时效处理)、烘烤处理的高强铝合金板材构件制备工艺链，提高了生产效率，有效抑制了零件的回弹，确保了产品的尺寸精度，且固体颗粒可重复使用，且具有节能环保的优势；而对预时效成形后的半成品进行烘烤处理，有效提高了高强铝合金板材构件的强度和硬度，延长零件的使用寿命。由本专利技术实施例的结果可知，本专利技术所提供的的方法成形效果好，尺寸精确，回弹较小，实施例以AA6061型和AA7075型高强铝合金板材为母材采用上述工艺制备了高强铝合金板材构件，AA6061型高强铝合金板材的原始屈服强度为288MPa，硬度为110HV，采用本专利技术所提供的制备方法得到的高强铝合金构件的屈服强度为279MPa左右，硬度为101HV左右，而AA7075型高强铝合金板材的原始屈服强度为458MPa，硬度为155HV左右，采用本专利技术所提供的制备方法得到的高强铝合金构件的屈服强度为441MPa左右，硬度为146HV左右，构件的强度,和硬度接近母材的原始强度和硬度，应用范围广。附图说明图1为本专利技术实施例提供的高强铝合金板材构件制备工艺流程示意图；图2为本专利技术实施例1所得高强铝合金板材构件；图3为本专利技术实施例2所得高强铝合金板材构件；图4为本专利技术实施例3所得高强铝合金板材构件；图5为本专利技术实施例4所得高强铝合金板材构件；图6为对比例所得高强铝合金板材构件。具体实施方式本专利技术提供了一种高强铝合金构件的制备方法，包括如下步骤：(一)将高强铝合金板材进行固溶处理，所述固溶处理包括保温过程和淬火处理；(二)将所述步骤(一)经固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金构件半成品；(三)将所述步骤(二)预时效成形后得到的高强铝合金构件半成品进行烘烤处理，得到高强铝合金构件成品。本专利技术首先将高强铝合金板材进行固溶处理，固溶处理包括保温过程和淬火处理。本专利技术对所述高强铝合金板材的种类和来源没有特殊要求，主要针对6系列、7系列高强铝合金板材，在本专利技术实施例中所述高强铝合金材料具体为AA6061、AA7075。本专利技术主要针对厚度4.5mm以下的薄板，在本专利技术实施例中所使用的高强铝合金板材为1.0mm。在本专利技术中，所述保温过程的温度优选为470～570℃，当高强铝合金板材为6xxx铝合金时更优选510～560℃，当高强铝合金板材为7xxx铝合金时优选470～500℃；所述保温过程的保温时间优选为30～150min，更优选60～130min，最优选为90～110min。在本专利技术中，所述高强铝合金板材经保温过程后进行淬火处理，保温过程后进行淬火处理的转移时间优选小于5s，优选0～3s。所述淬火处理优选水淬。所述淬火处理的温度优选为10～60℃，更优选20～50℃，最优选为25～30℃。在本专利技术中，所述固溶处理完成后，将得到的高强铝合金板材进行预时效成形处理。本专利技术对淬火处理后进行预时效成形处理的时间间隔没有特殊要求，优选在淬火处理完成后1h以内进行预时效成形处理，本专利技术实施例中淬火处理后直接进行预时效成形工艺。所述预时效成形步骤是以固体颗粒为传压介质进行的，压力成形和预时效处理合二为一，即板材构件成形后立即进行预时效处理，优选具体为：以固体颗粒为传压介质，将淬火处理后得到的高强铝合金板材进行压力成形，成形后保温保压，进行预时效处理。本专利技术采用固体颗粒压力成形和预时效处理合二为一的工艺，在使用固体颗粒压力成形后，保持构件成形终了的压力状态，保温进行预时效以稳固板材组织，这一保压保温的过程能够使板坯与与模具的贴合更加充分，成形尺寸更加精确，同时能够释放加工残余应力和硬化效应，有效的抑制回弹，另外，还提高了生产效率，降低了加工成本。本专利技术中，所述固体颗粒优选氧化锆陶瓷球，氧化锆陶瓷球具有较高的强度和韧性，以氧化锆陶瓷球的作为传压介质可使高强铝合金材料与凹模表面紧密贴合，强化零件表面，提高二者之间的热交换效率，且氧化锆陶瓷球的导热性差，进一步减少了成形过程中能量消耗。本专利技术中，所述氧化锆陶瓷球的直径优选为0.3～2.0mm，更优选为0.5～0.8mm；所述氧化锆陶瓷球的抗弯强度为1000～1300MPa，断裂韧性为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强铝合金板材构件的制备方法，包括以下步骤：(一)将高强铝合金板材进行固溶处理，所述固溶处理包括保温过程和淬火处理；(二)将所述步骤(一)经固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金构件半成品；(三)将所述步骤(二)预时效成形后得到的高强铝合金构件半成品进行烘烤处理，得到高强铝合金构件成品。

【技术特征摘要】
1.一种高强铝合金板材构件的制备方法，包括以下步骤：(一)将高强铝合金板材进行固溶处理，所述固溶处理包括保温过程和淬火处理；(二)将所述步骤(一)经固溶处理后的高强铝合金板材以固体颗粒为传压介质进行预时效成形，得到高强铝合金构件半成品；(三)将所述步骤(二)预时效成形后得到的高强铝合金构件半成品进行烘烤处理，得到高强铝合金构件成品。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保温过程的温度为470～570℃，所述保温过程的保温时间为30～150min，保温过程后进行淬火处理的转移时间小于5s。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理为水淬，所述淬火处理温度为10～60℃。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董国疆，赵长财，毕江，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13