[发明专利]一种铝合金构件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种铝合金构件及其制造方法。该制造方法包括以下步骤：S1、将铝合金原料板材进行固溶和淬火处理形成样品；S2、将所述样品在60‑140℃下进行第一次时效处理；S3、将步骤S2处理后的所述样品在20‑45℃下辅助变形得到零件；S4、将步骤S3处理后的所述零件在160‑175℃下进行第二次时效处理。本发明还包括上述制造方法制造得到的铝合金构件。本发明在缩短强化时间的同时，确保了材料的抗拉强度。

技术领域

本发明涉及金属材料传统技术领域，尤其涉及一种铝合金构件及其制造方法。

背景技术

为满足全球汽车产业节能环保之需求，轻量化已逐渐成为汽车制造发展的必然趋势。以铝合金为轻质材料的汽车轻量化对车身减重节能减排至关重要。

时效处理是提升车用铝合金零件强度的主要方法，合理的控制时效温度与时效时间，可以使铝合金零件达到较为理想的强度，以适应汽车零部件的使用性能。然而传统的铝合金时效工艺需要较长的耗时，一般需要20小时以上方能达到较高的强度，而缩短时效时间则无法充分发挥时效强化潜能，从而不能满足材料的力学性能要求。

发明内容

为此，本专利以双级时效工艺为基础，提出一种铝合金构件的制造方法，不仅大大缩短了强化时间，同时使材料获得了与T6态相当的强度。

本发明所要解决的技术问题是：如何缩短强化时间的同时，确保材料的抗拉强度。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种铝合金构件及其制造方法。

本发明中铝合金第一次时效处理的工作原理是：将固溶后的铝合金在较低温度加热(60-140℃)，使析出物形核并有一定程度的长大，通过控制第一次时效处理的温度与时间，使析出相的尺寸超过下一阶段第二次时效处理时析出物形核的临界尺寸，从而保证在第二次时效处理时析出物继续生长；

本发明中铝合金辅助变形的工作原理是：使第一次时效处理后的铝合金在成形的同时产生位错强化的效果。成形工艺安排在第一次时效处理以后、第二次时效处理以前，其目的为：保证了板材在少量成形的同时产生一定程度的位错强化，缩短其溶质原子在位错上聚集的时效时间，从而减少了成形后的铝合金在较高温时效时其位错上形成粗大相的数量；

本发明中铝合金第二次时效处理的工作原理是：对第一次时效处理-辅助变形后的铝合金进行较高温度的第二次时效处理，使上一阶段第一次时效处理中形成的析出相进一步长大，同时控制第二次时效处理的温度与时间，使长大后的析出相尺寸小于粗大相的临界尺寸，从而在最大程度上提升了材料的强度。

本发明提出一种铝合金构件的制造方法，包括以下步骤：

S1、将铝合金原料板材进行固溶和淬火处理形成样品；

S2、将所述样品在60-140℃下进行第一次时效处理；

S3、将步骤S2处理后的所述样品在20-45℃下辅助变形得到零件；

S4、将步骤S3处理得到的所述零件在160-175℃下进行第二次时效处理。

进一步地，在步骤S1中，将所述铝合金原料板材在475-500℃下进行所述固溶处理。

进一步地，进行所述固溶处理的时间为15-60min。

进一步地，在步骤S2中，进行所述第一次时效处理的时间为0.5-5h。

进一步地，在步骤S2中，进行所述第一次时效处理的时间为2-2.5h。

进一步地，在步骤S3中，所述样品在20-45℃下辅助变形的变形量为3％-20％。

进一步地，在步骤S4中，进行所述第二次时效处理的时间为15-50min。