[发明专利]一种提高T5状态6N01铝合金弯曲性能的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高T5状态6N01铝合金弯曲性能的处理方法，属于有色金属材料加工工程技术领域。

背景技术

6N01铝合金是日本20世纪80年代在6000系合金基础上研制发展起来的新型高速车辆材料，属于Al-Mg-Si系铝合金，既有相当高的强度、优良的成形性能，又有良好的焊接性能。广泛应用在高速列车、地铁列车、双层列车和客货汽车上，是制造车体所需的薄壁中空大型型材的良好材料。6N01铝合金通常的供货状态为T5状态，即固溶处理加不完全人工时效状态，此时铝合金具有较高的强度和一定的塑性。在制造车体的过程中，T5状态6N01铝合金板材和型材往往需要进行弯曲成型加工，但在T5状态下，6N01铝合金板材和型材的弯曲性能往往不能达到要求，在弯曲过程中常常在拉应力区产生裂纹，因此需要提高T5状态6N01铝合金板材和型材的弯曲性能。板材和型材的弯曲性能可以用最小弯曲半径描述，在其他条件相同时，最小弯曲半径越小，弯曲性能越高。因此提高T5状态6N01铝合金板材和型材的弯曲性能即需要采用一定的技术手段使处理前后板材和型材的最小弯曲半径减小，可以承受更大的弯曲变形。

当T5状态6N01铝合金板材和型材的弯曲性能不能满足技术要求时，通常采用的处理方法是：将T5状态6N01铝合金板材和型材重新加热至其固溶处理温度（500~600℃），保温固溶后，尽快冷却至室温，将6N01铝合金板材和型材从T5状态转变为T4状态，再进行弯曲成型，弯曲成型后加热至其时效温度（150~250℃）保温时效，将T4状态转变为T5状态以保证其使用性能。该方法通过将6N01铝合金板材和型材从T5状态转变为T4状态，提高了弯曲成型性能，但该方法需要经过再次的高温固溶处理和时效处理，能耗与成本较高，且铝合金高温固溶处理与时效处理需要专用设备，处理后板材和型材的外部尺寸、表面质量、内部组织及变形等都难以控制，时效处理后性能是否达到原T5状态性能也难以保证，因此，需要开发一种不改变6N01铝合金T5状态的处理方法来直接提高板材和型材弯曲性能的方法。该方法与传统处理方法相比，大大节约了成本、提高了产品性能。

发明内容

本发明实现了一种不改变6N01铝合金T5状态的处理方法来直接提高板材和型材弯曲性能的方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种提高T5状态6N01铝合金弯曲性能的处理方法，包括以下步骤，

（1）将T5状态6N01铝合金放入液氮中冷却2～24小时后取出；

（2）待温度回升至室温后，将T5状态6N01铝合金在80～120℃温度范围内保温处理24～72小时。

所述T5状态6N01铝合金为板材或型材。

本发明的有益效果是：本发明通过液氮处理使T5状态6N01铝合金中部分固溶原子实现偏聚，甚至以极小的弥散相析出，同时急冷使合金形成位错等晶体缺陷，而在随后保温处理过程中，由于T5状态6N01铝合金处于相对较高的能量状态，且已经有一定数目的形核核心，固溶原子可以进一步析出，且由于此时温度低其时效温度，原来组织中的第二相并不会明显长大，新相的尺寸则更小，因此不会降低强度，而基体组织中的过饱和度降低使合金塑性得到明显改善，有效实现了弯曲性能的提高，本发明不改变6N01铝合金的T5状态而直接提高弯曲性能，具有操作简便、产品质量易于控制、成品率高、成本相对较低等优点，工业生产中具有实际应用价值。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种提高T5状态6N01铝合金弯曲性能的处理方法，包括以下步骤，

（1）将T5状态6N01铝合金放入液氮中冷却2～24小时后取出；

（2）待温度回升至室温后，将T5状态6N01铝合金在80～120℃温度范围内保温处理24～72小时。

T5状态6N01铝合金为板材或型材，下面采用同一批次的T5状态6N01铝合金板材或型材做对比实验；分别沿板材或型材的轧制（挤压）方向、横向割取样品，温室拉伸实验按照国标GB/T228-2010，进行力学性能测试；弯曲实验按照GB/T14452-1993金属成型性能与试验方法要求测量；两个实验均通过CSS-44200电子万能材料实验机进行。

以下实验的样品的厚度为5mm；

未经过本方案处理的样品：直接进行力学性能和弯曲测试，其强度为265MPa，延伸率为11%，弯曲半径为14.8mm，相对弯曲半径为2.96，超过该弯曲半径，板材出现裂纹。