一種鋁合金板材或卷材的生產(chǎn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種鋁合金板材或卷材的生產(chǎn)方法，該方法將軋制后的鋁合金材料快速加熱至300℃~400℃，短時(shí)保溫后，快速冷卻至室溫，然后依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理后，得到鋁合金板材或卷材。與現(xiàn)有技術(shù)通過固溶處理和時(shí)效處理得到鋁合金板材或卷材相比，本發(fā)明專利技術(shù)先將鋁合金材料先快速加熱和短時(shí)保溫處理后再經(jīng)過固溶和時(shí)效處理得到鋁合金板材或卷材。首先，將鋁合金材料快速加熱和短時(shí)保溫，能夠消除鋁合金材料的冷變形儲(chǔ)能，使基體和/或包覆層形成均勻細(xì)小的晶粒組織，并且也可使其在固溶處理時(shí)由于缺乏再結(jié)晶晶核和變形儲(chǔ)能，進(jìn)而可保持細(xì)小的晶粒狀態(tài)；其次，經(jīng)過固溶、時(shí)效處理后，也使鋁合金板材或卷材具有熱處理強(qiáng)化狀態(tài)的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于金屬材料
，尤其涉及。
技術(shù)介紹
鋁合金是一種以鋁為基的合金，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅和錳。鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。鋁合金板材或卷材的生產(chǎn)方法是通過鋁合金或者直接冷鑄成錠塊，或者連續(xù)澆鑄成厚帶材，接著熱軋成預(yù)定厚度，再用一道單獨(dú)的工序?qū)Р睦滠堉磷罱K厚度后，進(jìn)行熱處理工藝，以提高鋁合金板材或卷材的力學(xué)性能，耐腐蝕性能，并改善其加工性能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。鋁合金板材或卷材的熱處理工藝可分為退火處理、固溶處理、時(shí)效處理和冷熱循環(huán)處理。退火過程中固溶體發(fā)生分解，第二相質(zhì)點(diǎn)發(fā)生聚集，可以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定鑄件尺寸，減少變形，增大鑄件的塑性。固溶熱處理指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使得在熱軋和冷軋過程中，從母體合金中沉淀出來的所有可溶性合金成分溶解成固溶體，快速冷卻以得到過飽和固溶體的熱處理工藝，可提高合金的強(qiáng)度和塑性，改善合金的耐腐蝕性能。時(shí)效處理進(jìn)行著過飽和固溶體分解的自發(fā)過程，從而使合金基體的點(diǎn)陣恢復(fù)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)。冷熱循環(huán)處理可引起固溶體點(diǎn)陣收縮和膨脹，使各相的晶格發(fā)生了少許位移，使第二相質(zhì)點(diǎn)處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，從而提高合金尺寸的穩(wěn)定性，適于精密零件的制造。目前，航空、航天及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域使用的鋁合金板材或卷材為固溶時(shí)效強(qiáng)化狀態(tài)的鋁合金板材或卷材，其生產(chǎn)方法為將鋁合金材料鑄錠并軋制后，以卷式或片式在以氣體或液體為加熱介質(zhì)的裝置內(nèi)加熱至400°C飛00°C之間，保溫10mirT5h后，快速降至室溫或更低溫度，再將冷卻后的鋁合金材料加熱，保溫，冷卻后，得到固溶時(shí)效強(qiáng)化狀態(tài)的鋁合金板材或卷材。但是由于鋁合金板材或卷材的固溶溫度較高，并且受限于設(shè)備導(dǎo)致冷變形量較低，因此得到的固溶時(shí)效強(qiáng)化狀態(tài)鋁合金板材或卷材的基體和/或包覆層易形成粗大晶粒，造成組織均勻性差，進(jìn)一步導(dǎo)致此類鋁合金板材或卷材加工性能較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于提供，該方法生產(chǎn)的鋁合金板材或卷材組織晶粒較細(xì)且均勻性較好。本專利技術(shù)提供了，包括以下步驟A)將軋制后的鋁合金材料快速加熱至300°C 400°C，短時(shí)保溫后，快速冷卻至室溫，獲得中間鋁合金材料；B)將所述中間鋁合金材料依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理后，得到鋁合金板材或卷材。3優(yōu)選的,所述快速加熱的速度為150°C /min"300°C /min。優(yōu)選的，所述步驟A中保溫的時(shí)間為2 30min。優(yōu)選的，所述快速冷卻通過使用氣體或液體進(jìn)行。優(yōu)選的，所述軋制后的鋁合金材料為卷式或片式鋁合金材料。優(yōu)選的，所述固溶處理具體為將中間鋁合金材料加熱至400°C 600°C，并保溫l(T300min后，快速冷卻至室溫或更低溫度。優(yōu)選的，所述時(shí)效處理具體為將固溶處理后的鋁合金在一定時(shí)間內(nèi)加熱至0°C 400°C，保溫后，冷卻至室溫，得到鋁合金板材或卷材。優(yōu)選的，所述保溫的時(shí)間為ImirT任意長的時(shí)間。優(yōu)選的，所述一定時(shí)間為ImirT任意長的時(shí)間。本專利技術(shù)提供了，該方法將軋制后的鋁合金材料快速加熱至300°C 400°C，短時(shí)保溫后，快速冷卻至室溫，然后依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理后，得到鋁合金板材或卷材。與現(xiàn)有技術(shù)通過固溶處理和時(shí)效處理得到鋁合金板材或卷材相比，本專利技術(shù)先將鋁合金材料先快速加熱和短時(shí)保溫處理后再經(jīng)過固溶處理和時(shí)效處理得到鋁合金板材或卷材。首先，將鋁合金材料快速加熱和短時(shí)保溫，能夠消除鋁合金材料的冷變形儲(chǔ)能，使基體和/或包覆層形成均勻細(xì)小的晶粒組織，并且也可使其在固溶處理時(shí)由于缺乏再結(jié)晶晶核和變形儲(chǔ)能，進(jìn)而可保持細(xì)小的晶粒狀態(tài)；其次，經(jīng)過固溶、時(shí)效處理后，也使鋁合金板材或卷材具有熱處理強(qiáng)化狀態(tài)的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本專利技術(shù)制得的鋁合金板材或卷材既具有固溶、時(shí)效熱處理強(qiáng)化狀態(tài)的性能，又具有均勻、細(xì)小的組織狀態(tài)。附圖說明圖I為本專利技術(shù)制備流程圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例I制備的鋁合金板材的低倍晶粒3為本專利技術(shù)比較例I制備的鋁合金板材的低倍晶粒4為本專利技術(shù)實(shí)施例2制備的鋁合金板材的高倍晶粒5為本專利技術(shù)比較例2制備的鋁合金板材的高倍晶粒6為本專利技術(shù)實(shí)施例3制備的鋁合金板材的低倍晶粒7為本專利技術(shù)比較例3制備的鋁合金板材的低倍晶粒圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)提供了，包括以下步驟:A)將軋制后的鋁合金材料快速加熱至300°C 40(TC，短時(shí)保溫后，快速冷卻至室溫，獲得中間鋁合金材料；B)將所述中間鋁合金材料依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理后，得到鋁合金板材或卷材。其中，軋制后的鋁合金材料可為卷式或片式，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法將鋁合金材料進(jìn)行軋制即可得到，也可購買成品，并無特殊的限制。本專利技術(shù)中，所述步驟A具體為將軋制后的鋁合金材料在以氣體或液體為加熱介質(zhì)的裝置內(nèi)快速加熱至300°C 400°C，保溫2 30min后，優(yōu)選為l(T25min，更優(yōu)選為15 20min，使用液體或氣體將其快速冷卻至室溫，獲得中間合金材料，優(yōu)選為通過水冷將其快速冷卻至室溫。所述室溫的范圍為15°C 30°C。所述快速加熱的速度為150°C /min 300°C /min,優(yōu)選為 200°C /min 300°C /min。通過快速加熱和短時(shí)保溫，會(huì)發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和/或靜態(tài)結(jié)晶，能夠消除鋁合金材料的冷變形儲(chǔ)能，同時(shí)又因材料再此次熱處理時(shí)變形儲(chǔ)能充足、熱處理溫度相對(duì)較低，所以可使其基體和/或包覆層形成均勻細(xì)小的晶粒組織。所述固溶處理采取本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的固溶處理方法即可，并沒有特殊的限制，本專利技術(shù)中優(yōu)選固溶處理具體為將中間鋁合金材料在以氣體或液體為加熱介質(zhì)的裝置內(nèi)，優(yōu)選為鹽浴爐，加熱至400°C 600°C，優(yōu)選為450°C 550°C，更優(yōu)選為460°C 500°C，保溫l(T300min，優(yōu)選為3(T200min，更優(yōu)選為3(Tl00min，然后使用氣體或液體快速冷卻至室溫或更低溫度，優(yōu)選通過水冷的方式冷卻至室溫。固溶處理是以固相間元素的擴(kuò)散為基礎(chǔ)，通過加熱保溫及快速冷卻實(shí)現(xiàn)固溶強(qiáng)化以提高合金的力學(xué)性能，特別是提高合金的塑性及常溫工作下合金的抗腐蝕性能；并且，由于先經(jīng)過快速加熱和短時(shí)保溫處理后，使鋁合金材料在固溶處理時(shí)缺乏再結(jié)晶晶核和變形儲(chǔ)能，進(jìn)而使材料組織得以保持細(xì)小的晶粒狀態(tài)，在后續(xù)加工過程中，細(xì)小的晶粒形態(tài)晶粒間變形協(xié)調(diào)性較好，可提高加工性能。所述時(shí)效處理同樣為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，可根據(jù)最終合金材料的用途及要求選擇不同的時(shí)效處理方法，可為自然時(shí)效、不完全人工時(shí)效和完全人工時(shí)效。本專利技術(shù)中，優(yōu)選采用完全人工時(shí)效，其步驟具體為將固溶處理后的鋁合金材料在冷卻后的Imin至任意長的時(shí)間內(nèi)在以氣體或液體為加熱介質(zhì)的裝置內(nèi)，優(yōu)選以空氣爐,加熱至0°C 400°C，優(yōu)選為50°C 300°C，更優(yōu)選為100°C 200°C，保溫Imin至任意長時(shí)間后，優(yōu)選為12 40h，更優(yōu)選為2(T30h，使用氣體或液體將其冷卻至室溫，得到鋁合金板材或卷材。冷卻步驟可為快速冷卻，也可為慢速冷卻，并無特殊的限制，優(yōu)選在空氣中自然冷卻。時(shí)效處理為過飽和固溶體分解的自發(fā)過程，從而使合金基體的點(diǎn)陣恢復(fù)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)，經(jīng)過人工時(shí)效可提高合金的硬度，改善其加工性能。制備流程如圖I所示，101為快速加熱和短時(shí)保溫步驟，102為固溶處理，1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁合金板材或卷材的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟：A）將軋制后的鋁合金材料快速加熱至300℃~400℃，短時(shí)保溫后，快速冷卻至室溫，獲得中間鋁合金材料；B）將所述中間鋁合金材料依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效處理后，得到鋁合金板材或卷材。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張宗權(quán)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西南鋁業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：