一種高強鋁合金板材構件的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種高強鋁合金板材構件的制備方法，先將高強鋁合金板材進行固溶處理，固溶處理包括保溫過程和淬火處理；將固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒作為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金板材構件的半成品；最后經烘烤處理得到高強鋁合金板材構件成品。本發明專利技術將高強鋁合金板材的固體顆粒壓力溫成形與預時效處理相結合，形成了固溶處理、顆粒介質壓力成形+預時效處理、烘烤強化處理的高強鋁合金板材構件制備工藝鏈，提高了生產效率，有效抑制了零件的回彈，確保了產品的尺寸精度，且具有節能環保的優勢；對成形后的零件進行烘烤處理，有效提高了高強鋁合金構件的強度和硬度，延長零件的使用壽命。

Method for preparing high-strength aluminium alloy plate member

The present invention provides a method for preparing high strength Aluminum Alloy plate component, the high strength Aluminum Alloy plate solution treatment, solution treatment process including insulation and quenching treatment; solid solution strength will Aluminum Alloy treated plate with solid particles as pre aging forming pressure medium, semi finished plate component high strength Aluminum Alloy; finally obtained by baking sheet component finished high strength Aluminum Alloy. The invention of high strength solid granules pressure temperature Aluminum Alloy sheet forming combined with pre aging treatment, the formation of solid solution particles, medium pressure forming + pre aging treatment, baking hardening plate members for high-strength Aluminum Alloy preparation process chain, improve production efficiency, effectively inhibit the parts to ensure the rebound. The dimensional accuracy of products, and has the advantages of energy saving and environmental protection; the forming parts are roasted, effectively improve the strength Aluminum Alloy member strength and hardness, prolong the service life of parts.

【技術實現步驟摘要】
一種高強鋁合金板材構件的制備方法
本專利技術涉及高強鋁合金板材構件
，特別涉及一種高強鋁合金板材構件固溶后預時效成形及烘烤硬化方法。
技術介紹
高強鋁合金材料具有密度低，比強度高，耐熱、耐磨、耐腐蝕等優質特性，被廣泛應用于航空航天、汽車工業和石油化工等領域。高強鋁合金材料主要包括6xxx鋁合金和7xxx鋁合金材料，且這兩種系列鋁合金均為可熱處理強化鋁合金材料。由于高強鋁合金室溫變形能力較差，延伸率一般都小于10％，傳統的剛性模具沖壓成形方法無法成形復雜形狀零件，且成形結束時易產生較大的回彈，造成零件平直度和尺寸精度較差，極大地限制了其應用范圍。近年來發展了溫熱成形技術，大大提高了高強鋁合金的成形能力，雖然隨著成形溫度的升高，鋁合金材料的成形性能顯著提高，但高溫條件成形鋁合金構件會使其微觀組織發生改變，造成成形零件的強度和硬度降低，不能滿足工業應用的使用要求，降低成形零件的使用壽命。常規的提高零件強度和硬度的方法是通過對成形后的零件進行熱處理以使零件的力學性能得到強化，如固溶處理+人工時效處理，但由于人工時效的時間較長，處理后得到零件尺寸仍然容易發生變化，進而影響零件尺寸精度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高強鋁合金板材構件的制備方法，本專利技術提供的制備方法具有工藝簡單、節能環保的優點，所得高強鋁合金板材構件的尺寸精確，同時具有較高的強度和硬度。為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供了高強鋁合金板材構件的制備方法，包括以下步驟：(一)將高強鋁合金板材進行固溶處理，所述固溶處理包括保溫過程和淬火處理；(二)將所述步驟(一)經固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金構件半成品；(三)將所述步驟(二)預時效成形后得到的高強鋁合金構件半成品進行烘烤處理，得到高強鋁合金構件成品。優選的，所述保溫過程的溫度為470～570℃。優選的，所述保溫過程的保溫時間為30～150min。優選的，保溫過程后進行淬火處理的轉移時間小于5s。優選的，所述淬火處理為水淬。優選的，所述淬火處理的溫度為10～60℃。優選的，所述固體顆粒為氧化鋯陶瓷球。優選的，所述氧化鋯陶瓷球的直徑為0.3～2.0mm，抗彎強度為1000～1300MPa，斷裂韌性范圍為14～16MPa，硬度不小于90～130HRA。進一步優選的，所述氧化鋯陶瓷球的直徑為0.5～0.8mm。優選的，所述預時效成形的溫度為150～240℃。優選的，所述預時效成形的保溫時間優選0.5～3min。優選的，所述烘烤處理的溫度優選170～200℃。優選的，所述烘烤處理的時間優選20～40min。本專利技術提供了一種高強鋁合金板材構件的制備方法，先將高強鋁合金材料進行固溶處理，固溶處理包括保溫過程和淬火處理；將固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金板材構件半成品；然后對高強鋁合金板材構件半成品進行烘烤處理，得到高強鋁合金板材構件成品。本專利技術將高強鋁合金板材的固體顆粒壓力溫成形與預時效處理相結合，形成了固溶處理、預時效成形(固體顆粒壓力成形+預時效處理)、烘烤處理的高強鋁合金板材構件制備工藝鏈，提高了生產效率，有效抑制了零件的回彈，確保了產品的尺寸精度，且固體顆粒可重復使用，且具有節能環保的優勢；而對預時效成形后的半成品進行烘烤處理，有效提高了高強鋁合金板材構件的強度和硬度，延長零件的使用壽命。由本專利技術實施例的結果可知，本專利技術所提供的的方法成形效果好，尺寸精確，回彈較小，實施例以AA6061型和AA7075型高強鋁合金板材為母材采用上述工藝制備了高強鋁合金板材構件，AA6061型高強鋁合金板材的原始屈服強度為288MPa，硬度為110HV，采用本專利技術所提供的制備方法得到的高強鋁合金構件的屈服強度為279MPa左右，硬度為101HV左右，而AA7075型高強鋁合金板材的原始屈服強度為458MPa，硬度為155HV左右，采用本專利技術所提供的制備方法得到的高強鋁合金構件的屈服強度為441MPa左右，硬度為146HV左右，構件的強度,和硬度接近母材的原始強度和硬度，應用范圍廣。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的高強鋁合金板材構件制備工藝流程示意圖；圖2為本專利技術實施例1所得高強鋁合金板材構件；圖3為本專利技術實施例2所得高強鋁合金板材構件；圖4為本專利技術實施例3所得高強鋁合金板材構件；圖5為本專利技術實施例4所得高強鋁合金板材構件；圖6為對比例所得高強鋁合金板材構件。具體實施方式本專利技術提供了一種高強鋁合金構件的制備方法，包括如下步驟：(一)將高強鋁合金板材進行固溶處理，所述固溶處理包括保溫過程和淬火處理；(二)將所述步驟(一)經固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金構件半成品；(三)將所述步驟(二)預時效成形后得到的高強鋁合金構件半成品進行烘烤處理，得到高強鋁合金構件成品。本專利技術首先將高強鋁合金板材進行固溶處理，固溶處理包括保溫過程和淬火處理。本專利技術對所述高強鋁合金板材的種類和來源沒有特殊要求，主要針對6系列、7系列高強鋁合金板材，在本專利技術實施例中所述高強鋁合金材料具體為AA6061、AA7075。本專利技術主要針對厚度4.5mm以下的薄板，在本專利技術實施例中所使用的高強鋁合金板材為1.0mm。在本專利技術中，所述保溫過程的溫度優選為470～570℃，當高強鋁合金板材為6xxx鋁合金時更優選510～560℃，當高強鋁合金板材為7xxx鋁合金時優選470～500℃；所述保溫過程的保溫時間優選為30～150min，更優選60～130min，最優選為90～110min。在本專利技術中，所述高強鋁合金板材經保溫過程后進行淬火處理，保溫過程后進行淬火處理的轉移時間優選小于5s，優選0～3s。所述淬火處理優選水淬。所述淬火處理的溫度優選為10～60℃，更優選20～50℃，最優選為25～30℃。在本專利技術中，所述固溶處理完成后，將得到的高強鋁合金板材進行預時效成形處理。本專利技術對淬火處理后進行預時效成形處理的時間間隔沒有特殊要求，優選在淬火處理完成后1h以內進行預時效成形處理，本專利技術實施例中淬火處理后直接進行預時效成形工藝。所述預時效成形步驟是以固體顆粒為傳壓介質進行的，壓力成形和預時效處理合二為一，即板材構件成形后立即進行預時效處理，優選具體為：以固體顆粒為傳壓介質，將淬火處理后得到的高強鋁合金板材進行壓力成形，成形后保溫保壓，進行預時效處理。本專利技術采用固體顆粒壓力成形和預時效處理合二為一的工藝，在使用固體顆粒壓力成形后，保持構件成形終了的壓力狀態，保溫進行預時效以穩固板材組織，這一保壓保溫的過程能夠使板坯與與模具的貼合更加充分，成形尺寸更加精確，同時能夠釋放加工殘余應力和硬化效應，有效的抑制回彈，另外，還提高了生產效率，降低了加工成本。本專利技術中，所述固體顆粒優選氧化鋯陶瓷球，氧化鋯陶瓷球具有較高的強度和韌性，以氧化鋯陶瓷球的作為傳壓介質可使高強鋁合金材料與凹模表面緊密貼合，強化零件表面，提高二者之間的熱交換效率，且氧化鋯陶瓷球的導熱性差，進一步減少了成形過程中能量消耗。本專利技術中，所述氧化鋯陶瓷球的直徑優選為0.3～2.0mm，更優選為0.5～0.8mm；所述氧化鋯陶瓷球的抗彎強度為1000～1300MPa，斷裂韌性為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強鋁合金板材構件的制備方法，包括以下步驟：(一)將高強鋁合金板材進行固溶處理，所述固溶處理包括保溫過程和淬火處理；(二)將所述步驟(一)經固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金構件半成品；(三)將所述步驟(二)預時效成形后得到的高強鋁合金構件半成品進行烘烤處理，得到高強鋁合金構件成品。

【技術特征摘要】
1.一種高強鋁合金板材構件的制備方法，包括以下步驟：(一)將高強鋁合金板材進行固溶處理，所述固溶處理包括保溫過程和淬火處理；(二)將所述步驟(一)經固溶處理后的高強鋁合金板材以固體顆粒為傳壓介質進行預時效成形，得到高強鋁合金構件半成品；(三)將所述步驟(二)預時效成形后得到的高強鋁合金構件半成品進行烘烤處理，得到高強鋁合金構件成品。2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述保溫過程的溫度為470～570℃，所述保溫過程的保溫時間為30～150min，保溫過程后進行淬火處理的轉移時間小于5s。3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述淬火處理為水淬，所述淬火處理溫度為10～60℃。4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董國疆，趙長財，畢江，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：河北,13