一种铝合金件及其制备方法技术

本申请公开了一种铝合金件及其制备方法，属于材料加工领域。该铝合金件的制备方法包括下述步骤：1)将原料铝合金件进行固溶热处理，制得铝合金件A；2)将铝合金件A进行至少一次反淬火处理后冷却至室温，即制得所述铝合金件；所述反淬火处理包括低温保温阶段、升温阶段和高温保温阶段。本申请的铝合金件的制备方法，使得铝合金晶格位错重新排列，促使所有阻止位错运动得到有效控制，去除内应力改善变形，提高铝合金材料强度性能。本申请的制备方法能够消除铝合金件的残余内应力，并且防变形效果明显，能有效提高材质的机械性能和硬度。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金件及其制备方法
本申请涉及一种铝合金件及其制备方法，属于材料加工

技术介绍
铝合金材料是工业应用最广泛的有色金属。由于铝合金材料具有密度低、强度比高、塑性好、易加工成型和焊接性能良好等特点，铝合金材料在汽车机械、航天航空等轻量化设计的使用中占比重。但是铝合金材料的密度低、机械性能局限，影响其使用。现使用固溶热处理和时效处理提高铝合金材料性能。固溶处理后铝合金材料内部溶质原子含量增加，晶格畸变，导致零件变形和应力存在。导致的原因：一是溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，对滑移面上运动的位错有阻碍作用；二是位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，增加了位错运动的阻力；三是溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻止位错运动，增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。而经过时效处理又不能完全去除内应力，使零件储存和使用过程因应力释放导致不稳定变形。铝合金件在切削加工或使用过程和长期储存中，存在残余内应力容易发生变形以及铝合金材料的机械性能强度较低从而影响其使用范围。现有技术采用自然时效和人工时效处理。随着自然时效的时间延长，铝合金件内应力的释放会对已制品加剧变形。人工时效有振动时效和热时效，振动时效可对大型件、厚实零件等进行处理。热时效对去除内应力与结构和温度等参数有关，会影响材质的机械性能下降，不能完全去除残余内应力。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提供了一种铝合金件的制备方法，该方法采用反淬火处理工艺，既可消除铝合金残余内应力，又能提高铝合金材质的强度和硬度等机械性能。该铝合金件的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将原料铝合金件进行固溶热处理，制得铝合金件A；2)将铝合金件A进行至少一次反淬火处理后冷却至室温，即制得所述铝合金件；所述反淬火处理包括低温保温阶段、升温阶段和高温保温阶段；所述低温保温阶段的低温温度为-100℃～-196℃，保温时间为120min～230min；所述高温保温阶段的高温温度为120℃～200℃，保温时间为120min～230min；所述升温阶段包括：将环境温度从所述低温温度骤升至中间温度70～90℃后，继续升温至高温温度。可选地，所述低温保温阶段的低温温度的上限选自-110℃、-120℃、-130℃、-140℃、-150℃、-160℃或-170℃，下限选自-195℃、-185℃、-175℃、-165℃、-155℃、-145℃或-135℃；保温时间的上限选自220min、200min、180min、160min或140min，下限选自130min、150min、170min或190min。优选地，所述低温保温阶段的低温温度为-130℃，保温时间为180min。可选地，所述高温保温阶段的高温温度的上限选自195℃、185℃、175℃、165℃、155℃、145℃或135℃，下限选自130℃、140℃、150℃、160℃或170℃；保温时间的上限选自220min、200min、180min、160min或140min，下限选自130min、150min、170min或190min。优选地，所述高温保温阶段的高温温度为160℃，保温时间为180min。可选地，所述中间温度的下限选自72℃、74℃、76℃、78℃或80℃，上限选自88℃、86℃、84℃、82℃、80℃、78℃、76℃或74℃。优选地，所述中间温度为80℃。优选地，所述低温保温阶段的控制低温的介质为液态介质，所述液态介质包括液氮。所述液态介质可以为液氢或液氮与其它液态的混合物。优选地，所述反淬火处理包括第一次反淬火处理和第二次反淬火处理。优选地，所述第一次反淬火的低温温度为-130℃，保温时间为180min；所述第一次反淬火的高温温度为160℃，保温时间为120min～230min；所述第一次反淬火的中间温度为80℃；所述第二次反淬火的低温温度为-150℃，保温时间为130min；所述第二次反淬火的高温温度为130℃，保温时间为140min；所述第二次反淬火的中间温度为85℃。优选地，所述第一次反淬火与第二次反淬火之间进行人工时效处理，所述人工时效处理的温度为200℃，时间为4h。在第一次反淬火和第二次反淬火之间增加人工时效的处理，有利于提高铝合金件的稳定性、增强硬度和强度。优选地，所述铝合金件A经过自然时效或人工时效后，进行反淬火处理。可选地，所述人工时效的温度为150-250℃，时间为3-30h。进一步地，所述人工时效的温度为165℃-195℃，时间为20-30h。可选地，所述的制备方法还包括进行至少一次的0.2％～3.5％的塑性变形，所述塑性变形为将铝合金进行压缩变形。可选地，，所述压缩变形的方向为长边方向或第二长边方向，至少进行两次施压变形，每次保压时间为1.5s-4.0s。根据本申请的另一方面，提供了一种铝合金件，其特征在于，所述的铝合金件由上述任一项所述的方法制备得到。本申请的有益效果包括但不限于：1.本申请的铝合金件的制备方法，使得铝合金晶格位错重新排列，促使所有阻止位错运动得到有效控制，去除内应力改善变形，提高铝合金材料强度性能。2、本申请的铝合金件的制备方法，能使固溶体溶解度范围内，合金元素的质量分数增大；使原子的尺寸差增大；形成置换固溶体的元素改变成间隙固溶体的溶质元素；原子的价电子数差增大；因而起到强化性能的作用越大。3、本申请的铝合金件的制备方法，即把需要处理的工件或材料进行深冷处理后再快速加热处理，达到提高材料强度性能目的，并且消除内应力的效果。具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。如无特别说明，本申请的实施例中的原料和催化剂均通过商业途径购买，其中,2A12-T4铝合金板材为经过风冷加自然时效处理的铝-铜-镁系中的典型硬铝合金；7A04-T6铝合金板材为经过人工时效处理的铝-锌-镁-铜系超高强度铝合金。本申请的实施方式中，铝合金件的制备方法流程如下所示：1)将原料铝合金件进行固溶热处理，制得铝合金件A；2)将铝合金件A进行至少一次反淬火处理后冷却至室温，即制得所述铝合金件。实施例1铝合金件1#-5#、对比铝合金件D1#、D2#的制备铝合金件1#的制备方法如下:以2A12-T4铝合金板材为铝合金件A，进行反淬火工艺处理。反淬火处理包括下述步骤：1)将铝合金件A装料框摆放整齐，在室温下装入深冷箱；2)从室温到-130℃保温时间180min；3)在铝合金件深冷处理的过程中，将配套使用的井式炉加温至80℃待用；4)在深冷温度和保温时间达到后，将铝合金件快速移到已达80℃的井式炉中并密封加热；5)将铝合金件在80℃的井式炉加热到160℃并保温180min，随炉冷至室温后出炉。按照铝合金件1#的制备方法分别制备铝合金件2#-5#、对比铝合金件D1#、D2#，铝合金件2#-5#、对比铝合金件D1#、D2#的制备方法与铝合金件1#的制备方法不同之处如表1所示。表1实施例2铝合金件1#-5#、对比铝合金加D1#、D2#的硬度测试分别对实施例1制备的铝合金件1#-5#、对比铝合金加D1#、D2#的硬度进行测试。测试结果为：铝合金件1#-5#硬度＞对比铝合金件D1#硬度＞对比铝合金件D2#硬度＞2A12-T4铝合金板材硬度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金件的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1)将原料铝合金件进行固溶热处理，制得铝合金件A；2)将铝合金件A进行至少一次反淬火处理后冷却至室温，即制得所述铝合金件；所述反淬火处理包括低温保温阶段、升温阶段和高温保温阶段；所述低温保温阶段的低温温度为‑100℃～‑196℃，保温时间为120min～230min；所述高温保温阶段的高温温度为120℃～200℃，保温时间为120min～230min；所述升温阶段包括：将环境温度从所述低温温度骤升至中间温度70～90℃后，继续升温至高温温度。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金件的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1)将原料铝合金件进行固溶热处理，制得铝合金件A；2)将铝合金件A进行至少一次反淬火处理后冷却至室温，即制得所述铝合金件；所述反淬火处理包括低温保温阶段、升温阶段和高温保温阶段；所述低温保温阶段的低温温度为-100℃～-196℃，保温时间为120min～230min；所述高温保温阶段的高温温度为120℃～200℃，保温时间为120min～230min；所述升温阶段包括：将环境温度从所述低温温度骤升至中间温度70～90℃后，继续升温至高温温度。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低温保温阶段的低温温度为-130℃，保温时间为180min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温保温阶段的高温温度为160℃，保温时间为180min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中间温度为80℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低温保温阶段的控制低温的介质为液态介质，所述液态介质包括液氮。6.根据权利要求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：张扬聪，谭清理，
申请(专利权)人：浙江旺盛动力机电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33