CN103695823A - 一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法 - Google Patents

一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法 Download PDF

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陈忠家
张秋婉
李琳
刘程
赵洪梅
张枫
杨勇
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Hefei University of Technology
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JIESHOU FENGHUI METAL Co Ltd
Hefei University of Technology
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Abstract

本发明涉及获得优良成形性能Al-Cu-Mg合金的热处理制度。以Al-4.31Cu-1.60Mg铝合金为实验材料，首先对材料进行490-500℃保温30min的固溶及150-200℃保温2-10h的人工时效；再在210℃-300℃内保温1-20min；最后再次进行150-200℃保温2-10h的人工时效。处理后的合金组织均匀，晶粒有所细化，合金的成形性优异。测得杯突IE值可达到9.257，最小相对弯曲半径Rmin/t为2.0，其成形性能相对于其他热处理的同类合金较优越。

Description

一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种热处理工艺方法，是一种可获得优良成形性能Al-Cu-Mg合金的热处理制度，属于有色金属技术领域。
背景技术
Al-Cu-Mg系合金属可热处理强化的变形铝合金，具有中等强度、高损伤容限等特点，在工业生产中被广泛应用。其性能与热处理工艺关系密切，研究针对不同性能要求的热处理制度可适应新时代各个行业对此类合金性能的不同需要。铝合金的成形性能相较传统钢板较差，通过采用合理的热处理制度，提高其成形性能具有重大意义。
杯突实验和弯曲实验可用于测定材料的IE值和最小弯曲半径。IE值越大表明材料的胀形性能越好；最小弯曲半径值越小表明材料的弯曲性能越好。
目前报道的热处理制度得到的合金成形性能都不甚理想。本发明提出的热处理工艺可使Al-Cu-Mg合金获得较优的成形性能。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，选料
选用Al-Cu-Mg合金，所述合金的含量Al：Cu：Mg=94.09：4.31:1.60；
步骤二，热处理
将步骤一所选用的合金放置于箱式炉中固溶，所述箱式炉的温度为490-500℃，固溶时间为30-50min，将固溶处理过的合金放置于温度为150-200℃的热处理炉中保温2-10h，之后将该合金放置于温度为210℃-300℃的热处理炉中保温1-20min，最后将该合金放置于温度为150-200℃的箱式炉中保温2-10h，既得。
步骤二中所制得的Al-Cu-Mg合金的杯突IE值可达到9.257，最小相对弯曲半径Rmin/t为2.0。
在两次时效之间增加低温短时保温处理的合金，主要以细小弥散的GP区为主，存在少量的析出相，合金组织比较均匀，晶粒细化。本发明的有益效果在于：
本发明提出的热处理制度能够得到GP区细小弥散、晶粒细化，组织均匀的合金。两次时效之间的低温短时保温，达到了其他时效处理达不到的效果。总之，本发明方法简单，操作方便，对设备要求较低。处理后的合金测得的杯突IE值可达到9.257，最小相对弯曲半径为2.0，有效地提高了合金的成形性能，是一种很有应用前景的热处理制度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
a.固溶处理：将厚1mm的板材放入温度为490-500℃的箱式炉中保温30-50min后取出，在室温水中淬火；
b.人工时效：将固溶处理过的合金放在温度为150-200℃的热处理炉中保温2-10小时，采取到温入炉的方式处理；
c.回归处理：将人工时效过的合金在210-300℃下回归1-20min；
d.再时效处理：经过以上处理的合金在150-200℃下保温2-10小时。
e.性能测试：将处理后的合金按国标进行杯突实验和弯曲实验。
实施案例：
将厚度1mm的Al-4.31Cu-1.60Mg板材按GB_4156-1984标准加工成95mm×95mm的方形试件，放入温度为493℃的箱式炉中保温30min后取出，快速在室温水中淬火；将固溶处理过的合金放在温度为190℃的热处理炉中保温10小时；将人工时效过的合金在270℃下保温
4min；之后快速将试件转移到温度为190℃的箱式炉中，保温10h后取出。
杯突实验严格按照GB_4156-1984标准在BCS30D成形试验机上进行，试验前试样两面和冲头轻微涂以润滑脂，凸模速度设定为10mm/min，压边力设定为10KN。实验过程如下：将试件夹紧，用规定的钢球或球形冲头顶压在模内的试样，直至试样产生第一条裂纹为止，其压入深度即杯突深度。
将厚度1mm的Al-4.31Cu-1.60Mg板材按GB/T15825.5—1995标准加工成宽度50±0.5mm、长度75±1.0mm的板条若干，使长度方向沿轧制方向，放入温度为493℃的箱式炉中保温30min后取出，快速在室温水中淬火；将固溶处理过的合金放在温度为190℃的热处理炉中保温10小时；将人工时效过的合金在270℃下保温4min；之后快速将试件转移到温度为190℃的箱式炉中，保温10h后取出。
弯曲实验严格按照GB/T15825.5—1995在TE电子万能试验机上进行，凸模速度为6-8mm/min，弯曲角度为180°。实验过程为：将试样放入V形凹模内，采用一系列具有不同底部弧面半径的凸模按照规定的弯曲角成形后，检查其变形区外侧表面，将该表面不产生裂纹或者显著凹陷时的最小相对弯曲半径作为金属薄板的弯曲成形性能指标。
杯突试验和弯曲试验测得指标如下表：
Figure BDA0000442962370000041
由上表可看出，按本发明提出的热处理制度处理的合金杯突IE值可达9.257且5个试件的IE值波动较小，最小弯曲半径为2.0mm，表示其成形性能较优且性能较稳定。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，选料
选用Al-Cu-Mg合金，所述合金的含量Al：Cu：Mg=94.09：4.31:1.60；
步骤二，热处理
将步骤一所选用的合金放置于箱式炉中固溶，所述箱式炉的温度为490-500℃，固溶时间为30-50min，将固溶处理过的合金放置于温度为150-200℃的热处理炉中保温2-10h，之后将该合金放置于温度为210℃-300℃的热处理炉中保温1-20min，最后将该合金放置于温度为150-200℃的箱式炉中保温2-10h，既得。
2.如权利要求1所述的一种Al-Cu-Mg合金的热处理方法，其特征在于步骤二中所制得的Al-Cu-Mg合金的杯突IE值可达到9.257，最小相对弯曲半径Rmin/t为2.0。
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