[发明专利]一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术

说明书

本发明公开了一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，涉及铝合金技术领域。本发明包括以下步骤：步骤一退火处理：将铝合金铸件加热到280‑300℃,保温2‑3h，并冷却至室温；步骤二变形处理：将步骤一所得的试样放置在温度为‑190℃～‑120℃的冷却盒内，使试样变形，深冷时间为5min‑10min，使试样变形量为10％‑30％；步骤三淬火介质：淬火介质为干冰和丙酮的混合物，温度为‑68℃、冰水、室温的水、80‑90℃的水、100℃的水、经雾化过的水、各种油包括菜籽油等、加热到200‑220℃的各种油和空气。本发明中变形处理可以使铝合金变形，铝合金经深冷变形后转移到高温介质中进行保温，可以提高铝合金的强度和塑性的同时也可以显著降低残余应力。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，特别是涉及一种制备高性能低残余应力 铝合金的热处理技术。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、 汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，工业经济的飞速发展， 对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入， 铝和铝合金可以用各种不同的方法熔炼。常使用的是无芯感应炉和槽式感 应炉、坩埚炉和反射式平炉(使用天然气或燃料油燃烧)以及电阻炉和电 热辐射炉。炉料种类广泛，从高质量的预合金化铸锭一直到专门由低等级废料构成的炉料都可以使用。然而，即使在最适宜熔炼浇注的条件下，熔 化的铝也易受三种类型的不良影响。目前铝合金是应用最多的合金，铝合 金在使用时需要对铝合金进行热处理，热处理法消除残余应力的方法包括 热时效和退火等，热时效方法的残余应力消减率仅为35％左右，且效率低 下。退火处理消减残余应力效果较好，但常常伴随强度的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技 术，以解决了现有的问题：目前铝合金是应用最多的合金，铝合金在使用 时需要对铝合金进行热处理，热处理法消除残余应力的方法包括热时效和 退火等，热时效方法的残余应力消减率仅为35％左右，且效率低下。退火 处理消减残余应力效果较好，但常常伴随强度的下降。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，包括以下步骤：

步骤一退火处理：将铝合金铸件加热到280-300℃,保温2-3h，并冷 却至室温；

步骤二变形处理：将步骤一所得的试样放置在温度为-190℃～-120℃ 的冷却盒内，使试样变形，深冷时间为5min-10min，使试样变形量为 10％-30％；

步骤三淬火介质：淬火介质为干冰和丙酮的混合物，温度为-68℃、 冰水、室温的水、80-90℃的水、100℃的水、经雾化过的水、各种油包括 菜籽油等、加热到200-220℃的各种油和空气；

步骤四固溶处理：将步骤三中所得的试样急速淬入60-100℃的水中， 使铸件不再发生形变，处理时间为5min-15min，使强化组元在合金中得到 最大限度的溶解并固定保存到室温；

步骤五时效处理：将步骤四中的所得的试样进行时效处理得到样品。

进一步地，步骤四中时效处理为人工时效，所述加热温度为175-185℃， 处理时间为5-24h。

进一步地，所述铝合金为2系铝合金、6系铝合金和7系铝合金中的一 种。

进一步地，所述铝合金质量百分比包括以下组分：

Mg 1.0％-1.5％；

Si 1.0％-1.2％；

Cu 0.8％-0.95％；

余量Al和不可避免杂质。

本发明具有以下有益效果：