[发明专利]一种高强铝合金铆钉的T7X热处理方法

说明书

本发明是一种高强铝合金铆钉的T7X热处理方法，属于铝合金热处理技术领域，可以应用于航空用铝合金铆钉的热处理。本发明的工艺技术包括以下步骤：固溶、淬火、冷热循环、时效，本发明对传统T73热处理制度上进行了改进。铆钉剪切性能不合格及铆接开裂问题的原因是铆钉内应力较高以及铆钉获得高强度后韧性下降。为了降低铆钉的淬火应力、提高铆接性能，本发明采用机溶剂淬火液并将淬火液温度由传统的室温提高到40℃～50℃，并加入冷热循环处理工艺。为了获得析出相在晶内弥散细化分布，晶界析出相断续球化分布，本发明采用了三级时效工艺，提高了铆钉性能与韧性的匹配关系；获得了适合于高强铝合金铆钉的T7X热处理制度。

技术领域

本发明是一种高强铝合金铆钉的T7X热处理方法，属于铝合金热处理技术领域，可以应用于航空用铝合金铆钉的热处理。

背景技术

高强铝合金铆钉大量应用于航空航天领域，实现了结构减重、高可靠性、可维修性。铆钉在墩头成形后需进行热处理，热处理后进行铆接工序。热处理工艺是决定铆钉的力学性能和铆接成形性能的重要工艺，处理不当极易造成铆接开裂现象。目前，国内缺少针对高强铝合金铆钉的专用热处理制度，现有T73热处理制度为：固溶温度：471℃～482℃，室温水淬；双级时效121℃/(4h～24h)+177℃/(6h～12h)，一级时效与二级时效之间随炉升温。该热处理制度对于铆钉零件的剪切性能出现了不符合要求及铆接开裂的现象。

发明内容

本发明针对上述现有热处理工艺中存在的铆接性能不能满足使用要求的不足而设计了一种高强铝合金铆钉的T7X热处理的特殊方法，其目的是使得铆钉的力学性能和铆接成形性能达到良好的匹配。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

工艺技术包括以下步骤：固溶、淬火、冷热循环、时效，其特征在于，

(1)固溶处理：铆钉固溶处理温度为471℃～482℃；

(2)淬火：淬火液为20％～30％聚乙二醇有机溶剂，温度为40℃～50℃；

(3)冷热循环处理：铆钉淬火后采用2次冷热循环处理，第1次冷热循环处理：深冷处理温度为-180℃，保温时间5h，随后进行时效处理，时效温度120℃，保温5h；第2次冷热循环处理：深冷处理温度为-150℃，保温时间3h；

(4)时效处理：采用三级时效工艺处理，一级时效温度120℃，保温5h；一级时效到二级时效缓慢升温，升温速度15℃～20℃/h；二级时效：时效温度160℃～170℃，保温时间Φ3mm～Φ6mm：3h；二级时效到三级时效升温速度：随炉升温；三级时效：时效温度175℃～185℃，保温时间Φ3mm～Φ4mm：2h～3h；Φ5mm～Φ6mm：4h～5h。

所述步骤二的淬火具体方法如下：铆钉固溶处理出炉后，立即放入温度为40℃～50℃的淬火液中，淬火转移时间不超过15s，淬火液为20％～30％聚乙二醇有机溶剂；在淬火槽中上下晃动10min～15min，至铆钉温度与淬火液温度一致。

所述步骤三的2次冷热循环处理具体方法如下：

第1次：将淬火后的铆钉立即放入-180℃的深冷箱进行深冷处理，保温时间5h后，从深冷箱出炉后立即转入120℃的时效炉中进行时效处理，时效保温时间为5h；

第2次：将时效后的铆钉立即放入-150℃的深冷箱进行深冷处理，保温时间3h。

本发明具有的优点：本发明对传统T73热处理制度上进行了改进。铆钉剪切性能不合格及铆接开裂问题的原因是铆钉内应力较高以及铆钉获得高强度后韧性下降。为了降低铆钉的淬火应力、提高铆接性能，本发明采用机溶剂淬火液并将淬火液温度由传统的室温提高到40℃～50℃，并加入冷热循环处理工艺。为了获得析出相在晶内弥散细化分布，晶界析出相断续球化分布，本发明采用了三级时效工艺，提高了铆钉性能与韧性的匹配关系；获得了适合于高强铝合金铆钉的T7X热处理制度。