一种热处理后的铝合金构件的加工处理方法技术

本发明专利技术提供一种热处理后的铝合金构件的加工处理方法，它包括粗加工、半精加工和精加工，其特征在于：所述粗加工之前要进行冷热循环处理；所述粗加工之后要进行低温时效处理；所述半精加工之后精加工之前要进行低温时效处理或冷热循环处理。本发明专利技术方法通过深冷处理和低温时效相结合的办法，有效地解决了机加工后铝合金构件的尺寸的不稳定问题，工艺步骤简单，降低了制造成本，大大提高了产品的质量和合格率，有着极大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金的加工处理方法，具体涉及铝合金在热处理之后的加工处理方法。
技术介绍
铝合金由于其优良的比强度、工艺性及耐蚀性，在各领域都得到广泛的应用。但随着各 类产品精度要求越来越高，特别是航空航天、精密仪器仪表等领域，目前的制造技术手段已 经面临巨大的挑战。最突出的难题即是铝合金毛坯在热处理后，常常产生很大的残余应力， 在后续的机械加工过程中，随着材料的不断去除，残余应力将重新分布直至达到内应力平衡， 使其的铝合金构件的加工尺寸不仅难以控制，甚至导致大量的加工产品热处理后报废。另外 残余拉应力还会使热处理后的铝合金构件增加产生应力腐蚀开裂的敏感性，导致早期疲劳失 效等。目前大部分为了稳定热处理后的铝合金构件尺寸的解决方法 一是采用预拉伸棒/板材直 接机械加工，但材料损耗十分严重，大大加大了成本；二是热处理后，采用模压法来释放构 件上某些部位的残余应力，但同时有可能使其他部位的残余应力增大，另外，鉴于铝合金模 锻件本来就已存在很大的残余应力，模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂；而 变形过小则又可能使应力消除效果不佳；三是在加工过程中辅以时效处理和多次的基准校正 等工序，但这样做耗时费资，产品制造周期大量延长，不但加大了成本，且效果也不佳。因 此，热处理后的铝合金构件加工尺寸不稳定难以控制的问题已经成为其应用的制约性技术环
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能有效地解决热处理后的铝合金构件加工尺寸不稳定难以控 制的问题且成本低的加工处理方法。本专利技术的目的是这样实现的 ，它包括粗加 工、半精加工和精加工，其特征在于上述粗加工之前要进行冷热循环处理；上述粗加工之 后要进行低温时效处理；上述半精加工之后精加工之前要进行低温时效处理或冷热循环处理， 其中当零件加工精度要求IT7及以上时，宜选择冷热循环处理，当加工精度要求IT8及以下 时，宜选择低温时效处理。上述的热处理后的铝合金构件的加工处理方法中，当处理后的铝合金需要存放时，为了保证存放后的铝合金构件的质量，上述铝合金构件在上述精加工之后要进行低温时效处理后 存放。上述的热处理后的铝合金构件通常是指经过T6处理后的铝合金构件，亦可是其它热处理 后的铝合金。上述冷热循环处理是指将上述铝合金构件降温至-14(TC后保温不少于30分钟，再升温至 12(TC后保温不少于60分钟，然后自然冷却的处理过程；上述低温时效处理是指将所述铝合 金构件加热至10(TC 14(TC后保温4 16小时然后自然冷却的处理过程。如果上述降温和升温速度太慢，温差的作用则不明显，不易达到松弛残余应力的效果， 所以上述冷热循环处理中的降温速度不小于8'C/min，升温速度不小于6'C/min;上述低温时 效处理中的升温速度不小于6'C/min。上述冷热循环处理可以通过液氮深冷和电阻加热实现，上述的液氮为市售商品。为了提高本专利技术的有益效果，上述冷热循环处理为1 2次。如上所述的热处理后的铝合金构件的加工处理方法，其具体工艺步骤依次为a、 将热处理后的铝合金构件进行冷热循环处理，即将所述铝合金构件降温至-14(TC后^呆 温30 180分钟，再升温至120'C后保温60 300分钟，然后自然冷却后进行粗加工；b、 将上述粗加工后的铝合金构件进行低温时效处理，即将所述铝合金构件加热至100'C 14(TC后保温4 16小时然后自然冷却后进行半精加工；c、 将上述半精加工后的铝合金构件再进行如上述的低温时效处理或冷热循环处理后进行 精加工；d、 将上述精加工后的铝合金构件再进行如上述的低温时效处理后存放。 其中上述的冷热循环处理中铝合金构件壁厚S8mm，降温至-140'C后保温30分钟，升温至120'C后保温60分钟； 8ran^铝合金构件壁厚^20mm，降温至-140。C后保温30 卯分钟，升温至12(TC后保温 60 150分钟；铝合金构件壁厚^20mm，降温至-14(TC后保温卯 180分钟，升温至120'C后保温150~ 300分钟；且所述冷热循环处理过程为1 2次；所述冷热循环处理中的降温速度不小于8'C/min， 升温速度不小于6°C/min;其中上述的低温时效处理中铝合金构件壁厚S8mm，加热至100'C 140'C后保温4小时；8mm5铝合金构件壁厚520mm，加热至10(TC 140"C后保温4 8小时； 铝合金构件壁厚220mm，加热至100'C 140'C后保温时间8 16小时； 所述低温时效处理中的升温速度不小于6°C/min。上述的冷热循环处理和低温时效处理，其保温时间优选为在所述的范围内随铝合金构件 的壁厚增加而增加，上述的冷热循环处理中铝合金构件壁厚-20mm，降温至-14(TC后保温 时间优选为90分钟，升温至120。C后保温时间优选为150分钟。上述的冷热循环处理可以在冷热循环系统中进行，通过液氮深冷和电阻加热实现。这种 冷热循环系统由冷热循环箱与液氮容器组成；所述的冷热循环箱和液氮容器均为市售商品。 本专利技术中选用的液氮容器为自增压液氮罐，压力^).8MPa;冷热循环箱容积为 700mmx600mmx600min，冷冻能力为500kg;也可根据不同的处理规模选择不同规格的冷热 循环箱和液氮容器。上述铝合金构件的处理量每批次不大于300公斤。本专利技术的有益效果为1、本专利技术人在研发过程中，进行了各种工艺参数的设计，并通过圆环开口正交试验逐一 用于铝合金热处理工艺试验，从而确定了本专利技术中的各项技术参数，使得本专利技术能有效地解 决热处理后的铝合金构件加工尺寸不稳定难以控制的问题。如表l、表2为本专利技术人为考核 本专利技术的有益效果的测试数据。表1本专利技术中冷热循环处理的效果<table>table see original document page 6</column></row><table>表2本专利技术中低温时效处理的效果<table>table see original document page 7</column></row><table>表1和表2中，Ij ， IIj ， IIIj分别表示温度、保温时间等不同工艺参数的影响效果, 其值越大，该水平下的尺寸变化就越大，效果越差；Rj为极差，即表示各因素的影响大小， 极差越大，该极差所对应的因素的影响就越大。上述圆环开口法的试验方法与步骤如下将未开口的圆环试样进行初始T6热处理及后续稳定化处理，用维氏硬度计在圆环平面上按一定间距打两个压痕，并用万能工具显微镜(分辨率lum)精确测量两压痕间距LO;用线切割法在两压痕间距内对圆环进行开口，用丙酮液清洗圆环压痕，再测量圆环开口后两压痕中心间距Li，则ALi-Li—LO;通过比较ALi的大小，可以评价各个稳定化处理工艺的效果。 另外，不同工艺处理后的圆环试样，开口后在室温存放过程中压痕中心距亦发生不同程度的 变化，定期对压痕中心距进行测量，则圆环开口经时变化ALt-Lt—Li;将ALt对时间作图， 可以表示出ALi随时间变化的情况，由此可以最终评价各种尺寸稳定化处理工艺的效果。2、 本专利技术和现有技术比较，能够降低构件应力腐蚀幵裂的敏感性，避免早期的疲劳失效 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理后的铝合金构件的加工处理方法，它包括粗加工、半精加工和精加工，其特征在于：所述粗加工之前要进行冷热循环处理；所述粗加工之后要进行低温时效处理；所述半精加工之后精加工之前要进行低温时效处理或冷热循环处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康凤，赵祖德，胡传凯，舒大禹，黄少东，王艳彬，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]