[发明专利]一种提高铝锂合金强度的热处理工艺

说明书

本发明属于航空航天应用的铝合金热处理技术领域，特别涉及一种提高铝锂合金强度的热处理工艺。方法为：首先确定样件振动参数，然后将样件置于保温炉中，进行固溶处理，严格控制保温时长及温度。固溶后快速进行水淬至完全淬透。清洁淬透后样件置于保温炉中振动夹具上，开启振动设备，同时保温一段时间进行人工时效。保温后对样件进行表面处理，获得热处理后样件。本发明利用振动产生微量塑性变形引入位错为Tsubgt;1/subgt;(Alsubgt;2/subgt;CuLi)强化相的析出提供大量均匀的形核点，同时能够防止Tsubgt;1/subgt;过分长大，使得铝锂合金强度显著提高。具有工艺简单、适应性强和效率高等特点。

技术领域

本发明属于航空航天应用的铝合金热处理技术领域，具体涉及一种提高铝锂合金强度的热处理工艺。

背景技术

三代铝锂合金以其低密度、高比强度和高疲劳强度等优点在航空航天领域发挥着不可替代的作用，是结构轻量化的理想材料之一。铝锂合金是可热处理提高强度的合金，通常在淬火后引入位错为后续人工时效中T₁(Al₂CuLi)强化相的析出提供形核点。传统的热处理工艺多以拉伸等简单塑性变形方式产生位错。虽然能够达到促进强化相析出的效果，但随着结构轻量化的发展，工件结构愈加复杂，常规工艺路线难以满足铝锂合金的热处理要求，限制其广泛的应用。因此，亟需能够适应种类繁杂的铝锂构件的热处理工艺。

发明内容

本发明目的是弥补传统热处理工艺的不足，提供一种适用更广泛的铝锂合金热处理工艺。该工艺利用振动产生塑性变形，为T₁(Al₂CuLi)强化相的析出提供大量均匀的形核点，同时能够防止T₁相过分长大。

为实现上述目的，最终发明采用以下技术方案：

一种提高铝锂合金强度的热处理工艺，包括以下步骤：

步骤一，确定振动参数

将铝锂合金样件置于全自动振动设备上，开启振前扫描，确定振动参数；

步骤二，固溶处理

将铝锂合金样件放入保温炉，固溶处理后获得固溶后样件；

步骤三，淬火处理

将固溶后样件转移至水中淬火，淬火至水温或室温；

步骤四，振动辅助人工时效

将淬透的样件擦拭干净，置于保温炉中振动夹具上，开启设定好振动参数的振动设备并进行人工时效，获得振动时效后样件；

步骤五，后处理

对振动时效后样件进行表面去污等处理，得到最终铝锂合金样件。

所述的步骤一中，铝锂合金样件包括组分及质量百分含量为Cu 2～5％，Li 0.5～3％，Mg0.2～1％。Ag 0.1～0.6％，余量为Al及微量杂质。

所述的步骤一中，铝锂合金样件为板材、棒材、线材、管材，所述的板材厚度为1～10mm，所述的棒材直径为8～50mm，所述的线材直径为2～12mm，所述的管材外径为12～50mm。

所述的步骤一中，对样件进行振前扫描，主要原理公式式中：f_n为固有频率(HZ)；k为弹簧的刚度(Kg/cm)；m为振动体质量(Kg)。

所述的步骤一中，所述振动参数为亚共振频率，一般取为2/3固有频率。

所述的步骤二中，保温炉加热至490℃-520℃后，保温20～40min至炉温无波动后，放入铝锂合金样件，进行固溶处理，保温温度为490℃-520℃，保温时间为100-150min。