一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法技术

一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法，将铝合金在450‑550℃下进行固溶处理后水淬，然后进行第一次冷变形，接着在110℃‑180℃的温度下进行第一次人工时效处理12‑24h，再进行第二次冷变形，最后在110℃‑180℃的温度下进行第二次人工时效处理4‑8h；除了2XXX系铝合金和7XXX系铝合金，本发明专利技术的方法也可以比较适用于其他的高强铝合金。本发明专利技术通过调控冷变形量及其施加次序，结合时效处理工艺，可以有效控制晶内和晶界析出相生长，抗腐蚀性能显著增强且强度没有明显降低。本发明专利技术冷变形可以在高强铝合金生产时常用的预拉伸机上实施，易于实现。本发明专利技术不仅可以增加铝合金的使用范围，还可以提升服役安全和寿命。本发明专利技术同时有利于降低能耗，节约成本。

A method to improve the corrosion resistance of aluminum alloy

A method of improving the corrosion resistance of aluminum alloy was made. The aluminum alloy was quenched at 450 at 550 degrees centigrade after solid solution treatment, then the first cold deformation was carried out, then the first artificial aging treatment of 12 24h was carried out at the temperature of 110 degrees C 180 C, then second cold deformation, and second at 110 C 180 degrees C. The second artificial aging treatment is 4 8h; besides the 2XXX series aluminum alloy and the 7XXX series aluminum alloy, the method of the invention can also be applied to other high-strength aluminum alloys. The present invention can effectively control the growth of precipitate in crystal and grain boundary by regulating the cold deformation and the order of application and combining with the aging treatment process. The corrosion resistance is significantly enhanced and the strength is not significantly reduced. The cold deformation of the invention can be implemented on a pre stretching machine commonly used in high-strength aluminum alloy production and is easy to realize. The invention can not only increase the use range of aluminum alloy, but also improve the service safety and life span. The invention is also beneficial to reduce energy consumption and save cost.

【技术实现步骤摘要】
一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法
本专利技术属于铝合金热处理
，特别涉及一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法。
技术介绍
高强铝合金(2XXX系和7XXX系)较其它铝合金存在严重的局部腐蚀问题，包括点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀等。其原因是该类合金的主元素即Cu，Zn，Mg元素活性较高，与铝合金基体相比，电化学行为差异大。铝合金腐蚀通过晶界扩展时，不但会对铝合金制品的外观产生影响，更重要的是降低构件的服役安全和寿命。目前改善高强铝合金抗腐蚀性能的技术包括合金成分优化设计、加工工艺优化改变晶粒结构、多级时效等。成分优化主要是添加微量元素，如稀土V和Er等，用于细化晶粒等。例如专利号为201510123326.8的专利技术专利“一种高强度耐腐蚀的铝合金材料及其制作工艺”，专利号为201610283631.8的专利技术专利“一种航空用高强耐蚀铝合金生产工艺”等。加工工艺优化主要是控制热轧和冷轧变形过程和退火工艺，调控再结晶行为，优化晶粒尺寸和晶界角度。例如专利号为201410248579.3的专利技术专利“提高700MPa强度级高合金化7000系铝合金抗腐蚀性能的方法”，专利号为201510636206.8的专利技术专利“一种耐腐蚀的铝合金及其制备方法”等。现有技术中更多的工作主要集中在固溶淬火后的时效工艺制定方面，用于控制晶内和晶界析出相的特征。时效过程是过饱和固溶体的分解过程，具有多阶段性，不同阶段析出相结构有一定区别，铝合金也会具有不同的组织特征，相应的腐蚀行为也会显著不同。多级时效工艺是指将合金在不同温度下进行多次时效处理，一般分为两级时效即T78和三级时效即RRA回归再时效处理。T78处理包括预时效和最终时效。预时效温度一般较低，是析出相的形核过程，大量GP区会形成。细小、高密度的沉淀相核心可以提高组织的均匀性和强度。二级高温时效通过调整沉淀相的结构并促进晶界沉淀相的粗化来改善合金抗腐蚀性能。回归再时效处理(RRA)分为低温处理+高温短时回归处理+低温处理，回归处理具有高温短时的特点，很难应用于厚板中，为了实现RRA处理的应用，要改进热处理装备，减少回归处理中样件心部和表面的差异。例如专利号为201510636206.8的专利技术专利“一种提高铝合金抗腐蚀能力的方法”，专利号为201010518020.X的专利技术专利“一种高强铝合金的热处理工艺”，专利号为201610515694.1的专利技术专利“一种高强耐腐蚀铝合金的热处理工艺”等。以上处理都要精确控制热处理参数，以在改善抗腐蚀特性的前提下不降低合金强度。然而现有的提高铝合金耐腐蚀性的方法存在不少问题。稀土元素虽能改善耐腐蚀性能，但稀土元素等微量元素本身价格较高，加入它们也会增加铸造的难度。加工工艺优化和多级时效都在不同的温度下处理，工序复杂，制造成本较高。更为重要的是现有改善铝合金抗腐蚀性的方法可控性仍较低，改善的程度也有待提高。综上所述，开发能够提高高强铝合金抗腐蚀性能且不降低其强度的制备方法，对改善高强铝合金的抗腐蚀性能并提高其竞争力非常有益。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法，通过调控冷变形量及其施加次序，结合时效处理工艺，有效控制晶内和晶界析出相生长，提高抗腐蚀性能的同时强度没有明显降低，且降低了能耗以及成本。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法，包括如下步骤：(1)将铝合金在450-550℃下进行固溶处理后水淬；(2)将水淬后的铝合金进行第一次冷变形；(3)将第一次冷变形后的铝合金在110℃-180℃的温度下进行第一次人工时效处理12-24h；(4)将第一次人工时效处理后的铝合金进行第二次冷变形；(5)将第二次冷变形后的铝合金在110℃-180℃的温度下进行第二次人工时效处理4-8h。所述步骤(1)中，固溶处理的时间优选为0.5-1.5h。所述步骤(2)中，将铝合金水淬后1小时内进行第一次冷变形，或者，将水淬后的铝合金进行自然时效处理，然后进行第一次冷变形，自然时效处理的时间大于1小时且小于1天。所述步骤(2)中，第一次冷变形时，控制变形量为6-10％，优选为7-9％，所述步骤(4)中，第二次冷变形时，控制变形量为0.5-2％。所述冷变形为锻造、拉伸或冷轧等。所述人工时效处理均为等温时效处理。所述铝合金为2XXX系或7XXX系铝合金，当为2XXX系铝合金时，固溶处理的温度为500-550℃；当为7XXX系铝合金时，固溶处理的温度为450-480℃。所述铝合金为2XXX系或7XXX系铝合金，当为2XXX系铝合金时，人工时效处理的温度均为160-180℃；当为7XXX系铝合金时，人工时效处理的温度为110-120℃。所述第二次人工时效处理直到铝合金硬度明显降低前停止。除了2XXX系铝合金和7XXX系铝合金，本专利技术的方法也可以比较适用于其他的高强铝合金。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过调控冷变形量及其施加次序，结合时效处理工艺，可以有效控制晶内和晶界析出相生长，抗腐蚀性能相比T6时效处理显著增强且铝合金强度没有明显降低。2、本专利技术的新型制备方法可以在现有的铝合金热加工生产装备中进行，相比现有的铝合金制备方法不用增加任何设备，冷变形可以在高强铝合金生产时常用的预拉伸机上实施，易于实现。3、本专利技术提供的技术不仅可以增加2×××系等高强铝合金的使用范围，还可以提升高强铝合金服役安全和寿命。4、本专利技术方法需要的总的时效处理时间相比T6处理更短(相同处理温度下缩短了8小时左右)，有利于降低能耗，节约成本。时效处理均为等温时效处理，可控性高。附图说明图1是本专利技术的制备方法的工艺简图。图2是对比实施例1处理合金的晶间腐蚀形貌图。图3是实施例2处理合金的晶间腐蚀形貌图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术热加工制备方法进一步阐释并进行数据说明，但本专利技术不局限于这些实施例。本专利技术提供的加工方法的一种路径的示意图见附图1，按处理顺序，处理过程包括：固溶处理、自然时效、冷变形、等温时效处理、冷变形、等温时效处理。其中自然时效的过程不是一个必经步骤，可以在固溶处理之后立即进行冷变形处理；由于自然时效的过程就是自然放置，不需要任何处理，所以不可避免地在两个工艺段中会存在一些时间差，就会形成自然时效。这种情况尤其在工业应用中较为常见。由于水淬后尚未进行变形处理，此时的自然时效会对铝合金存在一定影响，变形处理后，这种影响可以忽略。实际上，本专利技术可以根据实际需要来设置此工艺段是否需要自然时效，以及自然时效的时间。为节省处理工艺的时间，本专利技术主要针对无明显自然时效的情形进行研究，尽量控制每个工艺段之间的时间间隙不超过1h，主要是水淬后与第一次冷变形之间的时间间隙。本专利技术的原理是：本专利技术通过改变冷变形量，利用形变复合时效工艺控制晶内和晶界析出相分布特征。第一次冷变形使晶内形成均匀的晶体缺陷。第一次等温时效时，合金中的缺陷(主要是位错)促进析出相的生长，加快合金元素的析出，降低基体中合金元素的含量，此时合金强度显著增加。第二次冷变形的变形量较小，变形引入的位错主要在晶界附近，促使第二次等温时效时晶界析出相的粗化，降低晶界析出相的连续性，使合金抗腐蚀性能增强。第二次冷变形量较小，晶内位错增加量很本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将铝合金在450‑550℃下进行固溶处理后水淬；(2)将水淬后的铝合金进行第一次冷变形；(3)将第一次冷变形后的铝合金在110℃‑180℃的温度下进行第一次人工时效处理12‑24h；(4)将第一次人工时效处理后的铝合金进行第二次冷变形；(5)将第二次冷变形后的铝合金在110℃‑180℃的温度下进行第二次人工时效处理4‑8h。

【技术特征摘要】
1.一种改善铝合金抗腐蚀性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将铝合金在450-550℃下进行固溶处理后水淬；(2)将水淬后的铝合金进行第一次冷变形；(3)将第一次冷变形后的铝合金在110℃-180℃的温度下进行第一次人工时效处理12-24h；(4)将第一次人工时效处理后的铝合金进行第二次冷变形；(5)将第二次冷变形后的铝合金在110℃-180℃的温度下进行第二次人工时效处理4-8h。2.根据权利要求1所述改善铝合金抗腐蚀性能的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，固溶处理的时间为0.5-1.5h。3.根据权利要求1所述改善铝合金抗腐蚀性能的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将铝合金水淬后1小时内进行第一次冷变形，或者，将水淬后的铝合金进行自然时效处理，然后进行第一次冷变形，自然时效处理的时间大于1小时且小于1天。4.根据权利要求1所述改善铝合金抗腐蚀性能的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，第一次冷变形时，控制变形量为6-10％，所述步骤(4)中，第二次冷变形时，控制变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春辉，马培培，湛利华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43