本发明专利技术是一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材多级蠕变时效成形方法。本发明专利技术的关键在于采取一种合理的固溶-淬火-预处理-多级蠕变时效制度，适用于2mm~30mm厚的板材，其内容如下：采用470-485℃固溶30min~120min后水淬，淬火后板材进行0-10%的预变形处理，随后进行120℃蠕变时效保温24h，蠕变回归温度采用150-170℃，回归保温20-240min，蠕变再时效采用120℃保温24h。蠕变应力采用100-150Mpa。成形弯曲半径800mm-5000mm。利用本发明专利技术处理Al-Zn-Mg-Cu系合金，可以有效调控合金蠕变时效强化相，提高合金板材的力学性能，提高合金蠕变成形性，降低合金板材残余应力，提高合金耐剥落腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于有色金属材料加工工程
技术介绍
Al-Zn-Mg-Cu系合金属时效可强化铝合金，具有低密度、高强度、抗疲劳裂纹扩展性强等诸多优点，广泛用作航空航天的壁板、蒙皮类构件材料。为了满足成形Al-Zn-Mg-Cu 系铝合金整体壁板，近年来提出了蠕变时效成形技术。蠕变时效成形方法适用于可时效强化型合金的整体带筋和变厚度复杂外形和结构的整体壁板构件的成形，具有成形应力低、 残余应力少、尺寸精度高，制造周期短等优点。研究表明，Al-Zn-Mg-Cu系合金的主要强化相为相，采用常规时效处理，如T6时效制度，可以获得较高的强度，但是合金耐剥落腐蚀性较低。一些双级时效制度，如T74、T76等制度可以获得良好的韧性和耐蚀性。但在成形过程中存在残余应力较高，生产周期长等缺点。采用回归再时效处理，可以获得晶内析出弥散析出相，晶界析出相不连续的组织，在实际生产中得到了应用。但是在后续加工过程中存在加工残余应力较高，成形困难的问题。因此急需一种适用于Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材多级蠕变时效成形方法，以期获得良好的形/性协同发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的Al-Zn-Mg-Cu系合金板材多级蠕变时效成形方法，该方法的目的在于通过调控Al-Zn-Mg-Cu系合金的主要强化相η'在蠕变时效过程中析出尺寸、密度，合金晶界析出相尺寸，提高Al-Zn-Mg-Cu系合金的力学性能、耐蚀性。本专利技术的目的通过以下方法实现。，对Al-Zn-Mg-Cu系合金板材进行热处理时，包括以下步骤，首先对板材进行固溶，然后进行淬火，再将板材置于弯曲半径为800mnT5000mm的成形模具中并固定，然后对板材进行第一次蠕变时效，随后保温，然后进行蠕变回归，随后保温，再进行第二次蠕变时效，随后保温，最后从模具中卸载板材。所述的方法，所述的固溶温度为470-485°C，时间为30mirTl20min。所述的方法，所述的第一次蠕变时效的温度为120°C，随后保温时间为24小时。所述的方法，所述的蠕变回归的温度为150_170°C，保温时间为20-240分钟。所述的方法，所述的第二次蠕变时效的温度为120°C，随后保温时间为24小时。所述的方法，蠕变时所施加的应力为100_150Mpa。所述的方法，在对板材淬火后，再对板材进行预变形处理，然后将板材固定于成形模具中进行第一次蠕变时效。所述的方法，所述的预变形处理为对板材在水平的板材延伸方向上进行预拉伸处理或者对铝合金板材在竖直的厚度方向上进行预压缩处理，对板材在水平方向上的预拉伸处理或者在竖直方向上的预压缩处理的变形量分别为水平总长度的1-8%或竖直总厚度的 1-8%。所述的方法，所述的板材成形弯曲半径为800mm-5000mm。所述的方法，板材厚度为2mnT30mm。本专利技术在热处理中有以下考虑通过合金固溶-淬火后和蠕变时效前的预处理， 在合金中获得大量的位错及位错组态，使得主要强化相析出弥散。回归处理中，由于外加蠕变应力的存在，合金处于一种高能量状态，析出相溶解迅速，致使合金在再时效过程中主要强化相更加弥散析出，晶界析出相不连续。有效的提高了合金板材的力学性能以及耐蚀性。本专利技术优点在于Al-Zn-Mg-Cu系合金板材固溶-淬火后,对其进行少量的预变形， 调控析出相析出行为，提高合金的力学性能以及耐蚀性。该方法方法操作简便，效果显著， 相比经过时效处理后加工板材，有利于成形/成性同时进行，节约成本，减少了生产周期。 工业生产中具有实际应用价值。本专利技术所指铝合金可采用不同的方法制备所需材料和(或)部件。蠕变时效采用中国专利201110209737. O :一种金属蠕变成形模具，在此模具上进行实验。室温拉伸实验按照国标GB/T228-2002制成标准拉伸试样，拉伸实验在CSS-44100万能材料力学拉伸机上进行，拉伸速度为2mm/min。耐蚀性实验按照GBT22639-2008铝合金加工产品的剥落腐蚀试验方法制取试样并进行实验。本专利技术残余应力测试采用钻孔应变释放法，按照CB3395-1992 测量板材的残余应力。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图I为本专利技术处理样品流程图2为经不同处理后合金TEM明场像照片，(a)、(b)为未经本专利技术处理晶内和晶界析出相；(C)、(d)为经过本专利技术处理晶内与晶界析出相；图3为经不同处理合金不同取向SEM断口形貌，(a)未经本专利技术处理沿轧向(b)未经本专利技术处理垂直于轧向；(C)经本专利技术处理沿轧向；(d)经本专利技术处理垂直于轧向；图4为经不同处理合金不同取向剥落腐蚀形貌，(a)、(c) (e)未经本专利技术处理； (b)、(d)、(f)经本专利技术处理;图5为本专利技术固定板材及卸载板材的处理示意图。具体实施方式以下结合实施例旨在进一步说明本专利技术，而非限制本专利技术。各实施例中室温拉伸试验采用GB/T228-2002，分别沿板材轧向、横向割取样品进行本专利技术要求处理，随后进行力学性能测试。耐蚀性实验按照GBT22639-2008铝合金加工产品的剥落腐蚀试验方法制取试样并进行实验。本专利技术各实施例合金为Al-6. 2Zn-2. 4Mg_2. 3Cu_0. IZr合金。实施例IA 2mm厚板材采用475°C空气炉固溶60min后水淬，蠕变预时效温度选取120°C，蠕变时间为24h，回归温度150°C，回归时间180min，再时效120°C /24h。蠕变应力为lOOMPa。成形预弯曲半径为1500_。实施例2B 1Omm厚板材采用475°C空气炉固溶60min后水淬，淬火后板材进行2%的预拉伸处理，蠕变预时效温度选取120°C，蠕变时间为24h，回归温度150°C，回归时间240min，再时效120°C /24h。蠕变应力为150MPa。成形预弯曲半径为1000mm。实施例3C20mm厚板采用475°C空气炉固溶60min后水淬，淬火后板材进行4%的预压缩处理，蠕变预时效温度选取120°C，蠕变时间为24h，回归温度150°C，回归时间180min，再时效1200C /24h。蠕变应力为120MPa。成形预弯曲半径为1300mm。对比实施例4D 2mm厚板采用475 °C空气炉固溶60min后水淬，常规预时效温度选取120。。/24h，回归 150。。/180min，再时效 120。。/24h。对比实施例5E 1Omm厚板采用475°C空气炉固溶60min后水淬，淬火后板材进行2%的预拉伸处理，常规预时效选取120°C /24h，回归150°C /240min，再时效120°C /24h。对比实施例6F 20mm厚板采用475°C空气炉固溶60min后水淬，淬火后板材进行4%的预压缩处理，常规预时效选取120°C 24h，回归150°C /240min，再时效120°C /24h。对比实施例7G 4mm厚板采用475°C空气炉固溶60min后水淬，时效选取120°C 24h。表一使用本专利技术实施例中合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、剥落腐蚀等级、实际成形弯曲半径以及残余应力本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al?Zn?Mg?Cu系铝合金板材多级蠕变时效成形方法，其特征在于，对Al?Zn?Mg?Cu系合金板材进行热处理时，包括以下步骤，首先对板材进行固溶，然后进行淬火，再将板材置于弯曲半径为800mm~5000mm的成形模具中并固定，然后对板材进行第一次蠕变时效，随后保温，然后进行蠕变回归，随后保温，再进行第二次蠕变时效，随后保温，最后从模具中卸载板材。
【技术特征摘要】
1.一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材多级蠕变时效成形方法，其特征在于，对Al-Zn-Mg-Cu系合金板材进行热处理时,包括以下步骤,首先对板材进行固溶，然后进行淬火，再将板材置于弯曲半径为800mnT5000mm的成形模具中并固定，然后对板材进行第一次蠕变时效，随后保温，然后进行蠕变回归，随后保温，再进行第二次蠕变时效，随后保温，最后从1吴具中卸载板材。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的固溶温度为470-485°C，时间为30min 120mino3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的第一次蠕变时效的温度为120°C，随后保温时间为24小时。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的蠕变回归的温度为150-170°C，保温时间为20-240分钟。5.根据权利要求I所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓运来，张新明，杨金龙，叶凌英，王宇，尹喜生，胡珊珊，刘胜胆，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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