專利名稱：Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于合金領域，具體涉及一種Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝。
背景技術：
近年來，鋁合金在航空、航天、兵器和交通等行業(yè)等領域得到了廣泛應用。特別是對輕量化程度要求高的重要結構件，大多數(shù)采用變形鋁合金制造，并對其進行熱處理以獲得高的強韌性。本世紀40年代初，在Al-Zn-Mg鋁合金的基礎上，通過加入Cu、Mn和Cr等合金元素，開發(fā)出7XXX(Al-ai-Mg-Cu)系超硬鋁合金，大大改善了 Al-Si-Mg鋁合金的抗腐蝕能力。 并且此種合金可以通過模鍛加工成各種零件，廣泛應用于各種承載結構中。大量工作和研究表明AUn-Mg-Cu系鋁合金沉淀物析出的順序為 α'相(過飽和固溶體) GP區(qū) η ‘相(MgZn2) η相(MgZn2)，并且人們發(fā)現(xiàn)，時效熱處理可以改變鋁合金中的析出相的類型、大小、數(shù)量和分布，從而影響鋁合金的綜合機械性能及耐腐蝕性能。針對Al-Zn-Mg-Cu鋁合金傳統(tǒng)峰值時效處理狀態(tài)下強度高但是耐腐蝕性能仍然不能滿足某些領域應用的問題。人們已經做了大量研究并發(fā)展了諸如雙級時效、回歸熱處理等工藝，但是仍未將機械強度與抗腐蝕性能兩者統(tǒng)一起來。中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據庫工程科技1輯，2009年第1期中公開了一篇“7Α04 (LC4)超高強鋁合金斷裂韌性研究”，其中的最佳三級時效處理的條件為 4850C /50min/水淬+160°C /10min+120°C /10min+60°C /240h，該工藝處理后的性能參數(shù)為抗拉強度σ b656. 7 (MPa)，屈服強度σ s 518. 7 (MPa)，斷后伸長率δ 12. 5 (%)，沖擊韌性19.986 (J)(即沖擊功Aku 16 J)，從上看出，該工藝的第三級時效處理的時間達到了 MOh時，整個工藝比較耗時，從而導致效率低下，而且該工藝沒有對處理后材料的耐腐蝕性進行測試，從而無法得知該工藝是否能改善耐腐蝕性。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是現(xiàn)有的超硬鋁合金熱處理后難以同時保證機械強度和抗腐蝕性的問題。本發(fā)明的技術方案為=Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、淬火處理、高溫短時時效處理、一次水冷處理、中溫短時時效處理、二次水冷處理、低溫長時時效處理，其中
固溶處理的工藝參數(shù)為溫度460 490°C，時間30 180min ； 高溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度150 190°C，時間10-30min ； 中溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度110 140°C，時間10-30min ； 低溫長時時效處理的工藝參數(shù)為溫度60 100°C，時間20 40小時，空冷至室溫； 淬火處理、一次水冷處理、二次水冷處理的工藝參數(shù)為室溫水冷卻至室溫，轉移時間不超過0. 5min。
進一步地，所述固溶處理的工藝參數(shù)為溫度470°C 480°C，時間60min 120min ；
所述高溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度165°C 175°C，時間15min 25min ； 所述中溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度125°C 135°C，時間15min 25min ； 所述低溫長時時效處理的工藝參數(shù)為溫度75°C 95°C，時間30 40小時，空冷至室本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點
(1)通過本發(fā)明的方法處理后的超硬鋁合金機械性能相對于現(xiàn)有技術明顯提高。(2)通過本發(fā)明的方法處理后的超硬鋁合金其耐腐蝕性明顯提高，將機械性能和耐腐蝕性完美的結合起來，可滿足不同環(huán)境的實際需要。(3)本發(fā)明的方法處理時間大大縮短，從而提高了生產效率，并降低了生產成本， 滿足產業(yè)化的需求。


圖1峰值時效工藝下試樣在鹽霧腐蝕M小時的表面宏觀形貌； 圖2本發(fā)明工藝下試樣在鹽霧腐蝕M小時的表面宏觀形貌。
具體實施例方式實驗設備SX-8_10型電阻爐功率8KW、控溫范圍室溫 1000°C、數(shù)字PID控制器溫控精度士5°C ；DHG-9030型干燥箱功率500W、控溫范圍室溫 300°C、溫度波動度士 1°C ； 普通淬火水槽水溫為室溫。實施例1
實驗材料Al-ai-Mg-Cu鋁合金(成分如表1所示)、直徑70mm棒材。表1 =Al-Si-Mg-Cu 鋁合金成分
權利要求
1.Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，其特征在于該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、淬火處理、高溫短時時效處理、一次水冷處理、中溫短時時效處理、二次水冷處理、低溫長時時效處理，其中固溶處理的工藝參數(shù)為溫度460 490°C，時間30 180min ； 高溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度150 190°C，時間10-30min ； 中溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度110 140°C，時間10-30min ； 低溫長時時效處理的工藝參數(shù)為溫度60 100°C，時間20 40小時，空冷至室溫； 淬火處理、一次水冷處理、二次水冷處理的工藝參數(shù)為室溫水冷卻至室溫，轉移時間不超過0. 5min。
2.根據權利要求1所述的Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，其特征在于所述固溶處理的工藝參數(shù)為溫度470°C 480°C，時間60min 120min ；所述高溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度165°C 175°C，時間15min 25min ；所述中溫短時時效處理的工藝參數(shù)為溫度125°C 135°C，時間15min 25min ；所述低溫長時時效處理的工藝參數(shù)為溫度75°C 95°C，時間30 40小時，空冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，屬于合金領域，該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、一次淬火處理、高溫短時時效處理、二次淬火處理、中溫短時時效處理、三次淬火處理、低溫長時時效處理。本發(fā)明的處理工藝同時提高了材料的機械性能和耐腐蝕性，并且提高了處理效率。
文檔編號C22F1/053GK102321858SQ20111025843
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者馮霞, 宋繼曉, 徐磊, 戴光澤, 莫爾遂, 趙君文, 韓靖, 黃興民 申請人:四川城際軌道交通材料有限責任公司, 戴光澤