一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法，具体实施步骤如下：（1）固溶处理步骤；（2）预时效步骤；（3）深冷轧制步骤；（4）温轧步骤。与传统6000系铝合金深冷轧状态板材相比，经本工艺加工的铝合金轧制板材强度和塑性都显著提高；与传统峰时效状态板材相比，经本工艺加工的轧制板材强度获得大幅提高，同时具有相近的塑性。采用本发明专利技术的形变热处理方法，过程简单、周期短、能耗低，在工业化生产中具有很大应用潜力和价值。

A thermomechanical method for improving mechanical properties of aluminum alloy rolled sheet

The invention discloses a deformation heat treatment method for improving the mechanical properties of aluminum alloy rolling sheet, and the concrete implementation steps are as follows: (1) solid solution treatment step; (2) pre aging step; (3) cold rolling step; (4) warm rolling step. Compared with the traditional 6000 series aluminum alloy deep cold rolled sheet, the strength and plasticity of the aluminum alloy rolled sheet made by this process improved significantly. Compared with the traditional peak aging plate, the strength of the rolled sheet processed by this process was greatly improved and the plasticity was similar. The thermomechanical treatment method of the invention has the advantages of simple process, short cycle and low energy consumption, and has great application potential and value in industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法
本专利技术属于金属材料形变热处理工艺
，具体涉及一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法。
技术介绍
6000系铝合金是Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金，具有高的比强度，优良的加工性能、焊接性能和抗腐蚀性能。但其轧制板材塑性差，难以加工成型，退火处理后的板材，虽然塑性得以提升，但其强度严重损失。通过控制轧制板材中的第二相分布以及细化晶粒，可以改善其塑性，提高板材的综合力学性能。6000系铝合金板材常用的生产工艺为均匀化-热轧-冷轧（冷轧态），或者均匀化-热轧-冷轧-固溶-人工峰时效（T6态）。其中，冷轧态板材强度较高，但是塑性很差。T6态虽热塑性比轧制态高，但是强度明显下降。目前用于改善冷轧制板材塑性的方法是冷轧前进行固溶处理，冷轧后再进行长时间低温退火，即固溶-冷轧-长时间低温处理。这种方法的主要机理是通过低温退火发生时效强化来抵消回复或再结晶软化，使材料在强度不降低情况下塑性得到改善。但是这种方法工艺周期长，效率低，能耗大，并且力学性能提高不显著。因此，开发一种操作简单、工艺周期短、生产效率高，并显著提高6000系铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法，解决现有的处理方法工艺周期长、效率低、能耗大，且力学性能提高不显著的问题。实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）固溶处理：将厚度为10mm的铝合金进行固溶处理，其中，固溶温度为520℃-560℃，保温时间0.5-2h，随后水淬至室温；（2）预时效处理：对步骤（1）得到的固溶态铝合金材料立即进行预时效处理，其中，预时效温度为170℃-190℃，保温时间为5-20min，随后水冷至室温；（3）深冷轧处理：对步骤（2）得到的预时效态铝合金材料进行多道次深冷轧制变形，其中，深冷轧制温度通过液氮控制在-190℃至-150℃，每道次变形量为5-10%，总变形量控制在40%-70%；（4）温轧处理：对步骤（3）得到的深冷轧制态铝合金材料进行多道次温轧变形，其中，轧制温度通过油浴控制在110℃-150℃，每道次变形量为10-15%，总变形量控制在70-90%。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用固溶处理-预时效处理-深冷轧制变形-温轧变形的形变热处理方法对6000系铝合金进行处理，利用预时效和温轧相结合的方式代替传统冷轧之后长时间时效，形成大量细小弥散的强化相，不仅有更高的强化效果，而且均匀分布的强化相能改善塑性；利用中等变形量的深冷轧制结合较低温度下大变形量的温轧，有利于细化晶粒，改善位错分布，使塑性得到更大的提高。2、本专利技术利用深冷轧制前的预时效和深冷轧制后的温轧相结合来代替传统冷轧后长时间时效，不仅大大缩短工艺周期，操作简单，且提高生产效率。3、采用本专利技术的形变热处理方法制得的轧制板材具有优异的综合力学性能，扩大轧制板材的应用范围，可广泛应用于可热处理强化型6000系铝合金，对汽车、航空等交通运输领域的发展有重要意义，适于现代工业化应用。附图说明图1为本专利技术工艺流程示意图；图2为实施例1和对比例1-3的工程应力-应变曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1根据图1所示形变热处理工艺，所使用的材料为厚度10mm的6016铝合金。首先对6016铝合金进行560℃/1h固溶处理，水淬至室温；将固溶态铝合金材料立即进行180℃/10min预时效处理；然后将预时效铝合金材料进行深冷轧制，轧制使用普通二辊轧机，深冷轧制温度通过液氮控制在-160℃，每道次变形量为5%，总变形量为50%；最后将深冷轧制铝合金材料进行温轧变形，温轧温度通过油浴控制在140℃，每道次变形量为10%，总变形量为80%，深冷轧制和温轧总变形量为90%。对本实施例得到的铝合金轧制板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为453MPa，抗拉强度为470MPa，伸长率为9.1%。实施例2根据图1所示形变热处理工艺，所使用的材料为厚度10mm的6016铝合金。首先对6016铝合金进行560℃/1h固溶处理，水淬至室温；将固溶态铝合金材料立即进行170℃/15min预时效处理；然后将预时效铝合金材料进行深冷轧制，轧制使用普通二辊轧机，深冷轧制温度通过液氮控制在-160℃，每道次变形量为5%，总变形量为60%；最后将深冷轧制铝合金材料进行温轧变形，温轧温度通过油浴控制在130℃，每道次变形量为10%，总变形量为80%，深冷轧制和温轧总变形量为92%。对本实施例得到的铝合金轧制板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为460MPa，抗拉强度为476MPa，伸长率为8.2%。实施例3根据图1所示形变热处理工艺，所使用的材料为厚度10mm的6016铝合金。首先对铝合金进行560℃/1h固溶处理，水淬至室温；将固溶态铝合金材料立即进行180℃/10min预时效处理；然后将预时效铝合金材料进行深冷轧制，轧制使用普通二辊轧机，深冷轧制温度通过液氮控制在-160℃，每道次变形量为5%，总变形量为45%；最后将深冷轧制铝合金材料进行温轧变形，温轧温度通过油浴控制在150℃，每道次变形量为10%，总变形量为85%，深冷轧制和温轧总变形量为92%。对本实施例得到的铝合金轧制板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为456MPa，抗拉强度为471MPa，伸长率为8.8%。实施例4根据图1所示形变热处理工艺，所使用的材料为厚度10mm的6082铝合金。首先对铝合金进行560℃/1h固溶处理，水淬至室温；将固溶态铝合金材料立即进行170℃/15min预时效处理；然后将预时效铝合金材料进行深冷轧制，轧制使用普通二辊轧机，深冷轧制温度通过液氮控制在-160℃，每道次变形量为5%，总变形量为50%；最后将深冷轧制铝合金材料进行温轧变形，温轧温度通过油浴控制在140℃，每道次变形量为10%，总变形量为80%，深冷轧制和温轧总变形量为90%。对本实施例得到的铝合金轧制板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为463MPa，抗拉强度为482MPa，伸长率为9.5%。为了进一步验证采用本专利技术的变形热处理方法得到的铝合金板材的力学性能有明显提高，做了以下三组对比例实验。对比例1使用的材料为厚度10mm的6016铝合金。对铝合金进行560℃/1h固溶处理，水淬至室温；将固溶态铝合金材料进行深冷轧制，深冷轧制温度通过液氮控制在-160℃，每道次变形量为5%，总变形量为90%。对本对比例得到的铝合金轧制板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为392MPa，抗拉强度为408MPa，伸长率为5%。对比例2使用的材料为厚度10mm的6016铝合金。将铝合金材料按照传统工艺400℃/50%热轧80%冷轧560℃/1h固溶峰时效T6处理。对本对比例得到的铝合金板材进行室温力学性能测试，结果如表1所示，其中屈服强度为268MPa，抗拉强度为308MPa，伸长率为10.4%。对比例3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）固溶处理：将厚度为10mm的铝合金进行固溶处理，其中，固溶温度为520℃‑560℃，保温时间0.5‑2h，随后水淬至室温；（2）预时效处理：对步骤（1）得到的固溶态铝合金材料立即进行预时效处理，其中，预时效温度为170℃‑190℃，保温时间为5‑20min，随后水冷至室温；（3）深冷轧处理：对步骤（2）得到的预时效态铝合金材料进行多道次深冷轧制变形，其中，深冷轧制温度通过液氮控制在‑190℃至‑150℃，每道次变形量为5‑10%，总变形量控制在40%‑70%；（4）温轧处理：对步骤（3）得到的深冷轧制态铝合金材料进行多道次温轧变形，其中，轧制温度通过油浴控制在110℃‑150℃，每道次变形量为10‑15%，总变形量控制在70‑90%。

【技术特征摘要】
1.一种提高铝合金轧制板材力学性能的形变热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）固溶处理：将厚度为10mm的铝合金进行固溶处理，其中，固溶温度为520℃-560℃，保温时间0.5-2h，随后水淬至室温；（2）预时效处理：对步骤（1）得到的固溶态铝合金材料立即进行预时效处理，其中，预时效温度为170℃-190℃，保温时间为5-20min，随后水冷至室温；（3）深冷轧处理：对步骤（2）得到的预时效态铝合金材料进行多道次深冷轧制变形，其中，深冷轧制温度通过液氮控制在-190℃至-150℃，每道次变形量为5-10%，总变形量控制在40%-70%；（4）温轧处理：对步骤（3）得到的深冷轧制态铝合金材料进行多道次温轧变形，其中，轧制温度通过油浴控制在110℃-150℃，每道次变形量为10-15%，总变形量控制在70-90%。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴品，梅霖，任平，李思，黄光杰，刘庆，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50