本發(fā)明涉及金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法。

背景技術(shù)：

al-zn-mg-cu鋁合金具有很高的強(qiáng)度、密度比較小、易于加工成型以及良好的物理、化學(xué)性能等特性。因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運輸、軍工、建筑等領(lǐng)域。al-zn-mg-cu鋁合金的機(jī)械性能主要是由其基體組織和第二相粒子所占比例、形態(tài)以及分布所決定的。其中第二相所占比例以及形態(tài)分布主要是由熱處理工藝所決定的。通過固溶處理方法改變該鋁合金的強(qiáng)化相的形貌及分布，可以提升鋁合金的綜合性能。

在單級固溶工藝中，由于固溶溫度要在合金的共晶熔點之下，較高熔點的雜質(zhì)相不能固溶完全，易殘留較大的第二相的存在，會使得合金的強(qiáng)度較低、及抗腐蝕等性能存在許多不足，近幾十年越來越多的研究人員著手于通過采用新的熱處理工藝來改善鋁合金的性能。其中強(qiáng)化固溶成為最新熱的一種處理工藝，包括在較低固溶溫度下保溫一段時間祛除在加工過程中材料中殘留的應(yīng)力及變形儲能，再通過過共晶熔點固溶溫度保溫一段時間使得第二相粒子充分固溶，而得到理想的飽和固溶體。然而通過該方法得到的鋁合金的強(qiáng)度及抗腐蝕性能依然有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了以下技術(shù)方案：

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，包括分級固溶處理，在所述分級固溶處理過程中，包括至少三級固溶處理過程，且采用逐級升溫與逐漸縮減保溫時間的方式進(jìn)行固溶處理。

根據(jù)本發(fā)明實施例，所述分級固溶處理包括：在440℃—470℃進(jìn)行的一級固溶處理、在470℃—480℃進(jìn)行的二級固溶處理及在480℃—500℃進(jìn)行的三級固溶處理。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例，所述一級固溶處理包括：將al-zn-mg-cu鋁合金從室溫加熱到44℃—470℃后，保溫1h—3h。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例，所述二級固溶處理包括：將經(jīng)一級固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃—480℃，保溫0.5h—1h。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例，所述三級固溶處理包括：將經(jīng)二級固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金加熱到480℃—500℃，保溫0.5h—1h。

根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法還包括峰值時效處理：將分級固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在干燥箱中加熱至115℃—125℃，保溫處理22h—24h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，使得鋁合金組織中低熔點雜質(zhì)相在低溫段保溫時優(yōu)先溶解于基體中，提高剩余合金雜質(zhì)相的過燒溫度，保證了合金在高溫段保溫過程中組織不出現(xiàn)過燒現(xiàn)象的同時提高鋁基體的飽和度；且該熱處理方法采用逐級升溫并保溫時間逐級遞減的方式，可以有效地控制合金中的再結(jié)晶分?jǐn)?shù)及晶粒尺寸，可以使得處理后的鋁合金具有高的強(qiáng)度與韌度等綜合力學(xué)性能，同時能夠有效地提高材料的抗腐蝕性能。其熱處理工藝簡單、操作易實現(xiàn)，大大降低處理溫度，是一種低能耗熱處理工藝。

具體實施方式

本發(fā)明各實施例中所述的al-zn-mg-cu鋁合金中，各組元成分的重量百分比含量為zn5.5～6.8％、mg2.0～3.0％、cu1.5～2.0％、mn0.4～0.45％、fe0.2～0.25％、cr0.18～0.2％、si0.062％、ti0.041％、ni0.005％、v0.009％，余量為al。隨著mg、zn和cu含量的增加，熱處理的初級固溶溫度稍作提高且保溫時間延長，高熔點fe元素含量增加可相應(yīng)提高二級或三級固溶溫度。

實施例1

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金由室溫加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級固溶處理；(2)、然后將完成一級固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時效處理24h；(3)、將峰值時效處理后的合金浸泡在剝落腐蝕用exco溶液(nacl，kno3和hno3的濃度分別為4.0mol/l、0.5mol/l和0.1mol/l，溶劑為蒸餾水)中48h。

實施例2

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到450℃，保溫處理1h，完成一級固溶處理；(2)、將完成步驟(1)后的鋁合金溫度緩慢加熱到470℃，保溫40min，完成二級固溶處理；(3)將完成二級固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時效處理24h。

實施例3

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到460℃，保溫處理1h，完成一級固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫40min，完成二級固溶處理；(3)將完成二級固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時效處理24h。

實施例4

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級固溶處理；(3)將完成二級固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下時效處理24h。(4)、將完成步驟(3)后的合金浸泡在exco溶液中48h。

實施例5

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到450℃，保溫處理2h，完成一級固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級固溶處理；(3)、將完成步驟(2)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫0.5h，完成三級固溶處理；(4)將完成三級固溶處理的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下時效處理24h。(5)、將峰值時效處理后的合金浸泡在exco溶液中48h。

實施例6

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級固溶處理；(3)、將完成步驟(2)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫0.5h，完成三級固溶處理；(4)、將完成三級固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下時效處理24h；(5)、將峰值時效處理后的合金浸泡在exco溶液中48h。

對經(jīng)過上述各實施例熱處理后的鋁合金的性能及剝蝕評價如表1、表2所示。

表1：各實施例中al-zn-mg-cu鋁合金的性能參數(shù)表

表2：實施例中al-zn-mg-cu鋁合金的剝蝕48h評級

表2中，n表示未出現(xiàn)腐蝕特征；p表示出現(xiàn)點蝕；ea—eb表示剝蝕程度加深。

從表1和表2看出三級固溶明顯提高al-zn-mg-cu鋁合金強(qiáng)度、硬度與沖擊功，同時采用該處理工藝鋁合金的抗剝蝕性能得到了提高。

上述僅列出了部分實施例，只體現(xiàn)了處理過程中的一些參數(shù)的部分取值，例如，在一級固溶處理步驟中，可以在440℃—470℃之間進(jìn)行一級固溶處理，尤其以450℃—470℃為宜。又例如可以在480℃—500℃之間進(jìn)行三級固溶處理，尤其以490℃為宜。再例如可以在115℃—125℃下進(jìn)行峰值時效處理24h，尤其以120℃—125℃為宜。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。