[发明专利]一种铝合金材料的快速热处理工艺

说明书

本发明涉及一种铝合金材料的快速热处理工艺，属于铝合金热处理技术领域。本发明公开了一种铝合金材料的快速热处理工艺，所述工艺包括如下步骤：将预热后的铝合金棒料通过辊锻、预锻、终锻、淬火、机加工，再进行T5人工时效处理；T5人工时效处理温度为180‑210℃，时间为100‑150min；所述辊锻、预锻、终锻过程材料温度始终保持在400‑550℃。

技术领域

本发明属于铝合金热处理技术领域，涉及一种铝合金材料的快速热处理工艺。

背景技术

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。热处理是将材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

热处理的工艺不同，制得的产品的机械性能和内部组织不同。T5和T6热处理是6xxx锻造铝合金常用的两种热处理工艺。T5热处理指的是从高温成型过程冷却，然后进行人工时效。T6热处理是由固溶热处理后，不再进行冷加工，然后人工时效。目前由于对铝合金产品的机械性能要求比较高，通常采用T6的热处理方式，但是获得的产品晶粒尺寸较大、步骤较为繁琐；而现有的T5热处理工艺由于锻造之后产品温度通常较低，且温度不稳定，锻件的机械性能很难满足要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种铝合金材料的快速热处理工艺，满足铝合金材料高强度、高稳定性等性能要求并缩短热处理时间。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种铝合金材料的快速热处理工艺，所述工艺包括如下步骤：将预热后的铝合金棒料通过辊锻、预锻、终锻、淬火、机加工，再进行T5人工时效处理；T5人工时效处理温度为180-210℃，时间为100-150min。

本发明的热处理过程采用淬火、T5人工时效处理，舍去了常规的固溶处理，转为通过提高产品锻造温度，使产品锻造成型后仍有较高的温度，有足够多的第二相融入固溶体中，并且锻造完成后锻件立即进行快速水冷，第二相来不及析出，也可以获得过饱和的固溶体，随后进行时效处理使合金强化。因此，通过本发明的工艺能够缩短时效的处理时间。

固溶处理通常是铝合金强化热处理的第一个步骤，但是单独的固溶处理并不能达到合金强化的目的，通常是将固溶、淬火、时效相结合。对第二相在基体相中的固溶度随温度降低而显著减小的合金，将其加热至第二相能全部或最大限度的融入固溶体的温度，保持一定时间后，以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却（淬火），即可获得过饱和的固溶体（过饱和的溶质原子和空位）固溶处理后，随即进行第二个步骤—时效，合金即可得到显著强化。材料加热温度越高，融入固溶体的第二相越多，即固溶体的浓度越高，在随后的时效后的强化效果越好。

本发明中将锻造后的材料直接进行淬火，但是刚刚淬完火的变形铝合金材料，其强度只比退火状态的稍高一点，而延伸率却比较高；淬火所得的过饱和固溶体是不稳定的，这种过饱和固溶体有自发分解的趋势。因此需要进行时效处理，把它置于一定的温度下，保持一定的时间，过饱和固溶体便发生分解，从而引起合金的强度和硬度的大幅度增高。此外，时效时间过长会导致硬度降低。

作为优选，所述铝合金棒料的预热温度为510-550℃，时间为20-60min。

铝合金棒料在510-550℃预热20min以上，使得第二相能最大限度的融入铝合金基体里。

作为优选，所述辊锻、预锻、终锻过程材料温度始终保持在400-550℃。

进一步优选，所述辊锻后温度高于预锻温度，预锻温度高于终锻温度。

作为优选，所述辊锻后材料温度为480-520℃。

作为优选，所述预锻温度为450-500℃。