一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法，包括以下步骤：A、将铝合金棒材进行人工预时效处理，其中，人工预时效温度为120±5℃，保温时间为12小时，随后空冷至室温；B、对步骤A得到的铝合金棒材进行固溶处理,其中，固溶温度为465±5℃；保温时间按棒材直径尺寸确定，随后水冷至室温；C、对步骤B得到的铝合金棒材进行人工时效处理，其中，人工时效温度为140±5℃；保温时间为16小时，随后空冷至室温；D、对步骤C得到的铝合金棒材进行消除应力人工时效处理，其中，消除应力人工时效温度为120±5℃；保温时间为12小时，随后空冷至室温。

【技术实现步骤摘要】
一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法
本专利技术涉及一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法。
技术介绍
高强度超硬铝型合金是AL-Zn-Mg-Cu系可热处理强化铝合金，其特点是具有高的抗拉强度，屈服强度接近抗拉强度，截面不太厚的挤压半成品和包铝板有良好的耐蚀性。经热处理强化后，材料切削加工性较好，点焊的焊接性良好；但其塑性差，难以加工成型。退火处理后的材料虽然塑性得以提高，但其强度降低严重。通过合理热处理方法细化晶粒，可以改善棒材纵向及径向塑性，提高棒材的综合力学性能。高强度超硬铝合金强化热处理常用的生产工艺为固溶处理+人工时效，其棒材的径向延伸率在T6状态下只有2.5％，但航天、航空等产品机加件封头、顶盖、压盖类零件需要在T6状态下强度必须满足国标GB/T3191的条件下径向延伸率达到6％以上，是一般工艺条件下延伸率的2倍多。目前用于提高径向延伸率的方法是棒材先进行退火处理后，再进行固溶处理及人工时效处理。这种方法的主要机理是通过退火降低强度来提高径向延伸率，此方法虽能提高径向延伸率，但是径向延伸率还是不能达到6％以上，同时会影响强度降低至不能满足技术要求。因此，开发一种合理、有效、可行的工艺方法，并显著提高超硬铝合金棒材径向延伸率的热处理方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法。为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法，包括以下步骤：A、将铝合金棒材进行人工预时效处理，其中，人工预时效温度为120±5℃，保温时间为12小时，随后空冷至室温；B、对步骤A得到的铝合金棒材进行固溶处理,其中，固溶温度为465±5℃；保温时间按棒材直径尺寸确定，50-150min，随后水冷至室温；C、对步骤B得到的铝合金棒材进行人工时效处理，其中，人工时效温度为140±5℃；保温时间为16小时，随后空冷至室温；D、对步骤C得到的铝合金棒材进行消除应力人工时效处理，其中，消除应力人工时效温度为120±5℃；保温时间为12小时，随后空冷至室温。作为优选方式，所述步骤B中，棒材在铝合金空气循环电炉中固溶处理，固溶处理后，棒材出炉至水冷水槽的转移时间小于等于10秒，水槽水温为40℃-60℃。作为优选方式，所述步骤A中，棒材为高强度超硬铝型合金棒材。作为优选方式，所述高强度超硬铝型合金棒材为7A09铝合金或7A04铝合金棒材。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术采用固溶处理前增加预时效的热处理方法对超硬铝合金棒材进行处理，优化材料内部组织，有利于消除原材料内部缺陷及细化晶粒，改善位错分布，使塑性得到更大的提高。2、本专利技术采用电炉代替传统硝盐炉固溶处理，在保证产品质量的同时，大大提高了工作效率及安全系数。3、本专利技术采用预时效-固溶-人工时效后增加消除应力时效，代替传统的热处理后长时间放置使残余应力自然失放后再后续加工，不仅大大缩短工艺周期，操作简单，且提高生产效率。4、采用本专利技术的热处理产品具有优异的综合力学性能，特别是径向延伸率，扩大棒材应用范围，可广泛应用于可热处理强化超硬铝合金，对航天、航空等制造领域的发展有重要意义附图说明图1是实施例试样取样位置图。图2是实施例方案一的产品金相照片。图3是实施例方案二的产品金相照片。图4是实施例方案三的产品金相照片。图5是实施例方案五的产品金相照片。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例：1、试样状态说明1)选用同牌号两种状态的材料材料牌号：7A09，材料状态：H112，试样尺寸：25x25mmx150(尺寸150顺纤维方向为纵向拉力试样；尺寸150垂直纤维方向并在径向棒材中心处取为径向拉力试样)。材料牌号：7A09，材料状态：T6，试样尺寸：25x25mmx150(尺寸150顺纤维方向为纵向拉力试样；尺寸150垂直纤维方向并在径向棒材中心处取为径向拉力试样)。2)热处理试样取样位置为纵向位置。2、实验方案1)实验方案一①方案流程：取试样—淬火—分级人工时效—进行室温力学性能测试②热处理工艺参数及力学性能数据(见表1)表1方案一热处理工艺参数及力学性能数据表2)实验方案二①方案流程：原棒料退火—取试样—淬火—人工时效—进行室温力学性能测试②热处理工艺参数及力学性能数据(见表2)表2方案二热处理工艺参数及力学性能数据表3)实验方案三①方案流程：原棒料预时效—取试样—淬火—人工时效—进行室温力学性能测试②热处理工艺参数及力学性能数据(见表3)表3方案三热处理工艺参数及力学性能数据表4)实验方案四①方案流程：原棒料预时效—取试样—铝合金空气循环电炉淬火—人工时效—进行室温力学性能测试②热处理工艺参数及力学性能数据(见表4)表4方案四热处理工艺参数及力学性能数据表5)实验方案五①方案流程：原棒料预时效(目的是细化原材料内部组织)—取试样—铝合金空气循环电炉淬火—人工时效—消除应力人工时效—进行室温力学性能测试②热处理工艺参数及力学性能数据(见表5)表5方案五热处理工艺参数及力学性能数据表实验方案的对比本次实验方案采用同种材料牌号，两种状态的铝合金棒材，经不同的热处理方法进行实验，将所得的力学性能数据进行比对。方案一采用的是传统的热处理工艺进行实验，方案二、方案三、方案四、方案五分别与实施方案一比对分析。进一步阐明采用本专利技术的热处理方法对提高铝合金棒材径向延伸率效果是最佳的。1、对比分析一1)由于分级时效具有综合性能好和生产率高的优点，但其拉伸性能差，不利于提高延伸率效果，故在方案二中改用常规人工时效。2)方案二对原棒材先进行退火处理，目的是降低强度来提高材料的塑性。3)方案二力学性能数据与第一方案相比，棒材径向延伸率提高了1％，抗拉强度降低20MPa。2、对比分析二1)大直径的棒材中心部位(径向)由于冷却条件差，组织通常为粗大的等轴晶，强度低，塑性差，是造成径向延伸率差的主要原因。因而在方案三中，采用增加预时效利于细化原材料内部组织来提高径向延伸率。2)方案三在增加预时效的同时降低淬火温度至465℃，以防止内部晶粒粗大达不到细化组织提高径向延伸率的目的，与此同时，材料的强度也会因为细密的内部组织而得到提高，从而达到一箭双雕的效果。3)方案三力学性能数据与第一方案相比，棒材径向延伸率提高了2％，抗拉强度降低15MPa。3、对比分析三1)由于铝合金空气循环电炉相对硝盐炉有淬火变形小，淬火转移时间快的优点，能获得更高机械性能数据。因而在方案四中，采用铝合金空气循环电炉来提高径向延伸率。2)方案四力学性能数据与第一方案相比，棒材径向延伸率提高了3％，抗拉强度降低5MPa。4、对比分析四1)方案五采用原棒材先进行预时效，达到细化原材料内部组织，再利用铝合金空气循环电炉进行热处理淬火+人工时效、热处理后增加消除应力人工时效，达到稳定产品质量及提高综合力学性能的目的.2)方案五机械性能数据与第一方案相比，棒材径向延伸率提高了4％以上，抗拉强度提高了5MPa以上。机理分析及结论附图中金相照片为本实施例中高强度超硬铝合金棒材T6状态径向试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将铝合金棒材进行人工预时效处理，其中，人工预时效温度为120±5℃，保温时间为12小时，随后空冷至室温；B、对步骤A得到的铝合金棒材进行固溶处理,其中，固溶温度为465±5℃；保温时间为50‑150min，随后水冷至室温；C、对步骤B得到的铝合金棒材进行人工时效处理，其中，人工时效温度为140±5℃；保温时间为16小时，随后空冷至室温；D、对步骤C得到的铝合金棒材进行消除应力人工时效处理，其中，消除应力人工时效温度为120±5℃；保温时间为12小时，随后空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种提高铝合金棒材径向延伸率的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将铝合金棒材进行人工预时效处理，其中，人工预时效温度为120±5℃，保温时间为12小时，随后空冷至室温；B、对步骤A得到的铝合金棒材进行固溶处理,其中，固溶温度为465±5℃；保温时间为50-150min，随后水冷至室温；C、对步骤B得到的铝合金棒材进行人工时效处理，其中，人工时效温度为140±5℃；保温时间为16小时，随后空冷至室温；D、对步骤C得到的铝合金棒材进行消除应力人工时效处理，其中，消除应力人工时效温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤婷，陶明清，张福宁，陈伟，涂强，
申请(专利权)人：四川航天长征装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51