一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法及7000系铝合金材料技术

本申请公开了一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法，首先通过时效工艺调控析出相种类和尺寸，实现合金析出相尺寸合理分布，再通过回归热处理实现部分析出相回溶。使7000系铝合金自然时效负面效应减弱，并有效延缓析出相再次析出，达到延缓自然时效14

【技术实现步骤摘要】
一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法及7000系铝合金材料


[0001]本专利技术涉及铝合金材料及其加工
，具体涉及一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法及7000系铝合金材料。

技术介绍

[0002]铝合金具有耐腐蚀、高比强度、良好的挤压性及可焊性等特点，现已广泛应用于新能源汽车、航空航天、轨道交通等领域。特别是新能源汽车轻量化领域，铝合金材料已经成为汽车工业发展的必然趋势。其中，7000系铝合金属于可热处理强化的铝合金，可以通过合金元素添加、热处理和机械加工工艺，获得优异的强度，目前已广泛应用在防撞梁、电池托盘等对强度要求比较高的汽车部件。7000系铝合金在轻量化、比吸能等方面具有独特的优势，基于该系合金的开发项目也越来越多。然而，铝合金部件往往要求具有一定的弧度以配合汽车造型，所以需要进行压弯或者拉弯加工。但在7000系铝合金中，铝合金材料中在高温热加工变形和固溶处理经过淬火后，会溶入大量合金元素形成过饱和固溶体，而在后续的放置过程中，过饱和固溶体中的合金元素会有显著的脱溶倾向，导致室温条件下形成大量团簇，而引起强度升高，也就是自然时效效应。这种7000系Al
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Zn
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Mg合金自然时效的负面效应，在南方地区夏季的高温环境下会更加明显。如铝合金型材在生产运输过程时，经过约10~14天后，型材会发生明显的自然时效强化，导致型材在拉弯变形时出现开裂而报废。为了提高型材成形制造的成品率，减少自然时效产生的危害，研究者做了大量的相关工作。
[0003]自然时效负面效应从本质上讲是Zn、Mg等溶质原子借助空位，在一定温度下快速迁移、聚集，形成团簇，促使强度快速升高，延伸率降低，导致材料成形性变差，发生弯曲开裂。现有的延缓铝合金自然时效的方案路线主要有四种：一、预变形处理，二、预时效处理，三、合金成分调节，四、回归热处理。预变形可通过对固溶淬火后的合金进行塑性变形引入位错，降低晶体中的空位浓度，从而阻碍原子的扩散以抑制自然时效团簇的形成。同时位错又能在后续人工时效过程中提供非均匀形核点，促进人工时效过程强化相的大量析出。但预变形会引入加工硬化且变形量大，影响后续的成形性。预时效处理可以让合金中的原子聚集析出，降低溶质原子的过饱和度，从而改善自然时效的负面效应。授权公告号为CN109837490B的专利技术专利“一种提高6000系铝合金材料自然时效稳定性的预处理方法”提出了一种提高铝合金自然时效稳定性的预处理方法，该方法通过固溶淬火处理、低温预时效处理、预拉伸变形、高温预时效处理等一系列工艺，在合金内部形成尺寸较大的原子团簇，降低空位浓度，抑制自然时效，但该方案对7000系合金影响效果有限。近年来，合金的微合金化设计也为解决自然时效的负面效应提供了全新思路。中国公开号为CN104975209A的专利技术专利“一种高自然时效稳定性6000系铝合金材料、铝合金板及其制造方法”提出了一种高自然时效稳定性的铝合金，该专利技术通过调节合金成分，利用了高空位结合能的Sn元素，实现对合金自然时效现象的抑制，但Sn在Al中的固溶度较低，只能通过高度分散和573℃高温固溶实现Sn元素溶于铝基体中，增加了材料成本，不利于工程化应用。但是，对于7000系铝
合金而言，超过480℃的固溶温度，合金将面临过烧风险，限制Sn在7000系合金中的应用效果。回归热处理是将固溶+时效处理后的合金，再重新加热到高于时效温度，在较短的时间内（数十秒~数十分钟）保温促使强化相重新回溶，合金强度下降，性能恢复到刚淬火状态的过程。目前该方法主要用于改善合金中的物相分布从而提高强韧性、腐蚀性能，如授权公告CN104152825B的专利技术专利“一种7系铝合金的热处理方法”。授权公告号CN109487184B的专利技术专利“一种人工时效态高强铝合金回归成形同步工艺”提出一种人工时效态高强铝合金回归成形同步工艺，该专利技术将人工时效态铝合金板材在模具中通过电磁感应快速加热，但该方法只能实现短时间的硬度降低，后续自然时效会引发强化相再次析出，强度重新升高。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种延缓7000系铝合金自然时效的方法，采用时效和回归热处理，调控析出相分布和回溶比例，使7000系铝合金的自然时效负面效应减弱同时有效延缓再次析出，达到延缓自然时效的目的，同时能够在自然时效后，通过人工再时效将合金强度再次恢复至较高水平。
[0005]为解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法，包括在线挤压、风冷淬火处理、人工时效处理、回归热处理，延缓7000系铝合金材料的自然时效延缓14
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25天。
[0006]作为进一步优选的方案，本申请所述的在线挤压是将铝合金铸锭热到490
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510℃，保温5
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10min，然后转入挤压机中进行挤压成铝合金型材。
[0007]作为进一步优选的方案，本申请所述的人工时效处理是将风冷淬火处理并经过自然时效后的铝合金型材在时效温度为100
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130℃，保温16
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20h，保温结束后水冷至室温。
[0008]作为进一步优选的方案，本申请所述的回归热处理是将经过人工时效处理的铝合金型材置于200℃~230℃的热处理炉中，保温时间1min~10min，然后进行水冷至室温。
[0009]作为进一步优选的方案，本申请所述的人工时效处理过程中，所述铝合金型材形成不同比例的GP区和η
’
相，其中GP区和η
’
相的比例为0.3~0.5。
[0010]进一步的，本申请还提供了一种7000系铝合金材料，该7000系铝合金材料通过本申请所述的方法处理后，自然时效延缓14
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25天，其自然时效后强度降低60
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70MPa，维持320
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330MPa。
[0011]进一步的，本申请还提供了一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法，通过回归热处理延缓7000系铝合金的自然时效，再经过人工时效处理强度重新恢复至390
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400MPa。该处理方法具体包括在线挤压：铝合金铸锭加热到490
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510℃，保温5
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10min，然后转入挤压机中进行挤压成铝合金型材；风冷淬火处理：上述铝合金型材进行风冷淬火处理，然后自然时效放置；人工时效处理：时效温度为100
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130℃，保温时间16
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20h，保温结束后水冷至室温；回归热处理：经过人工时效处理的铝合金型材置于200℃~230℃的热处理炉中，保温时间1min~10min，然后进行水冷至室温，降低7000系铝合金强度；人工再时效处理：温度为100℃
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150℃，保温时间应不低于24
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30h，然后水冷至室温，实现强化相析出并恢复强度。
[0012]作为进一步优选的方案，本申请所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法，其特征在于，包括在线挤压、风冷淬火处理、人工时效处理、回归热处理，所述7000系铝合金材料的自然时效延缓14
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25天；所述人工时效处理是将风冷淬火处理并经过自然时效后的铝合金型材在时效温度为100
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130℃，保温16
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20h，保温结束后水冷至室温；所述回归热处理是将经过人工时效处理的铝合金型材置于200℃~230℃的热处理炉中，保温时间1min~10min，然后水冷至室温。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述在线挤压是将铝合金铸锭加热到490
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510℃，保温5
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10min，然后转入挤压机中挤压成铝合金型材。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述人工时效处理过程中，所述铝合金型材形成不同比例的GP区和η
’
相，其中GP区和η
’
相的比例为0.3~0.5。4.一种7000系铝合金材料，其特征在于，采用权利要求1
‑
3任一项所述的处理方法进行处理，其自然时效延缓14
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25天。5.一种延缓7000系铝合金自然时效的处理方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，闫昌建，王俭秋，
申请(专利权)人：广东腐蚀科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：