[发明专利]一种铝合金构件电磁脉冲快速固溶-时效工艺

说明书

本发明公开了一种铝合金构件电磁脉冲快速固溶‑时效工艺，包括以下步骤：S1、先将铝合金构件或坯料放置于脉冲电场中通电加热至固溶温度以上，使铝合金构件或坯料第二相快速溶解，再以大于等于80℃/s的速率将铝合金构件或坯料急冷至室温，使其形成过饱和固溶体；S2、将经固溶处理后的铝合金构件或坯料放置于脉冲磁场中进行磁脉冲快速时效处理，时效处理时长为1‑12h，使已固溶的溶质原子从基体形核、析出，形成弥散分布的析出相。本发明可以进行快速固溶‑快速时效处理，使铝合金构件综合性能得到提升，并达到节约能源、保护环境的目的。

技术领域

本发发明涉及一种铝合金构件组织性能强化处理技术，具体涉及一种轻量化铝合金构件电磁脉冲快速固溶-时效工艺。

背景技术

轻量化是国家重大科技需求，也是航空航天、舰船、汽车等交通运输工具的一个重要发展方向。铝合金构件的应用是实现轻量化的主要方法之一。

一般地，铝合金构件成形后还需要通过人工时效来提升强度、改善综合性能。目前铝合金构件成形工序时间仅为几分钟，而时效处理却需要数小时甚至十几个小时以上，成形与时效工序时间差距过大，两者无法同步进行。另外，时效需要高能耗、高污染的热处理炉，导致大规模生产成本高、周期长、设备占地面积大，同时产生能源、环境问题。为了缩短铝合金构件的时效处理时间，达到节能、减排、降耗、降成本的目的，迫切需要开发铝合金构件快速固溶-快速时效工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金构件电磁脉冲快速固溶-时效工艺，它将铝合金构件放置于脉冲电磁复合能量场中进行快速固溶-快速时效处理，使得铝合金构件综合性能得到提升，并达到节约能源、保护环境的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铝合金构件电磁脉冲快速固溶-时效工艺，包括以下步骤：

S1、固溶处理：先将铝合金构件或坯料放置于脉冲电场中通电加热至固溶温度以上，利用脉冲电流产生的电致塑性效应和焦耳热效应使铝合金构件或坯料第二相快速溶解，再以大于等于80℃/s的速率将铝合金构件或坯料急冷至室温，使其形成过饱和固溶体；

S2、时效处理：将经固溶处理后的铝合金构件或坯料放置于脉冲磁场中进行磁脉冲快速时效处理，时效处理时长为1~12h，使已固溶的溶质原子从基体形核、析出，形成弥散分布的析出相。

按上述技术方案，步骤S1中，所述脉冲电场的电流密度为20~400A/mm²，其频率为20~80 Hz，其脉冲数为2~50个。

按上述技术方案，步骤S2中，所述脉冲磁场的磁场强度为5000~30000A/m，其频率为1~100Hz。

本发明产生的有益效果是：本发明利用电磁脉冲复合能量场进行电磁脉冲快速固溶时效处理，利用脉冲电场的电致塑性效应和焦耳热效应使铝合金第二相快速固溶，同时也获得较为细小的晶粒，利用脉冲磁场使不稳定过饱和固溶体中的溶质原子形核、析出，形成弥散分布的析出相，由于弥散分布的析出相有效的阻止了位错的运动，使得铝合金构件的强度和硬度得到提升，其耐磨性、抗应力腐蚀性及其它综合性能也可得到明显的改善；

同时，由于本发明是在脉冲电磁复合能量场中完成的，能够有效缩短第二相粒子的固溶时间，实现了快速固溶，其时效处理时间相比于传统工艺有了大幅度的缩短，并且随着时效处理时间的缩短，析出相形核、长大的时间也相对缩短，因此析出相细小而弥散的分布在铝基体中，另外，由于时效时间大幅缩短，因此不需要配备大规模、高能耗的连续热处理炉，从而使得能源消耗量大幅降低，且不产生废气污染，符合国家绿色发展的战略。

具体实施方式