CN104357774A - 一种2124铝合金板材的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种2124铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：将2124铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；将淬火后的2124铝合金板材在-60～-50℃保温3～10小时；对2124铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形；将压缩变形后的2124铝合金板材在200～300℃保温5～20小时。与现有技术相比，本发明将铝合金板材淬火后，对其进行低温时效处理，然后施加压缩变形，并且进行高温时效处理。通过低温时效处理、压缩变形以及高温时效处理结合使用，并且分别对压缩变形量以及时效处理的温度、时间进行调节，保证了2124铝合金板材具有良好力学性能的同时，提高了其耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，尤其涉及一种2124铝合金板材的加工方法。
背景技术
铝合金是以铝为基的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，铸造铝合金在铸态下使用。变形铝合金能承受压力加工，可加工成各种形态、规格的铝合金材，主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
2124为铝-铜-镁系合金中的典型硬铝合金，其强度高，有一定的耐热性，可用作150℃以下的工作零件。在温度高于125℃，2124铝合金的强度比7075铝合金还高，其热状态、退火和新淬火状态下成形机能都比较好，广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件，但是，2124铝合金的耐腐蚀性较差。
申请号为200710072139.7的中国专利文献公开了一种航空用铝合金预拉伸板材及其生产方法，包括步骤：将铝合金毛料在468℃～472℃的条件下进行淬火，在淬火后的4～6小时内用拉伸机对毛料按照拉伸量为1.5～3.0％的参数进行预拉伸，并在温度为115℃～125℃，保温时间为14～18小时的条件下对于拉伸后的毛料进行时效处理。该专利解决的问题是板材在淬火的急速冷却过程中，板材的表面层与板材的中心层的冷却速度不一致，而使板材表面和中心产生残余应力，从而产生加工变形的问题。然而，该专利公开的方法不能提高2124铝合金的耐腐蚀性。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种2124铝合金板材的加工方法，该方法提高了2124铝合金板材的耐腐蚀性。
有鉴于此，本发明提供了一种2124铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：
步骤a)将2124铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；
步骤b)将淬火后的2124铝合金板材在-60～-50℃保温3～10小时；
步骤c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形；
步骤d)将压缩变形后的2124铝合金板材在200～300℃保温5～20小时。
优选的，所述淬火的温度为510℃～518℃。
优选的，所述淬火的温度为515℃。
优选的，所述步骤a)的保温时间为6～10小时。
优选的，所述步骤b)为：
将淬火后的2124铝合金板材在-60～-55℃保温5～10小时。
优选的，所述步骤b)为：
将淬火后的2124铝合金板材在-58～-55℃保温6～8小时。
优选的，对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形。
优选的，对所述2124铝合金施加压缩变形是在室温条件下进行的。
优选的，所述步骤d)为：
将压缩变形后的2124铝合金板材在260～300℃保温8～20小时。
优选的，所述2124铝合金板材的厚度为10mm～12mm。
本发明提供了一种2124铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：将2124铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；将淬火后的2124铝合金板材在-60～-50℃保温3～10小时；对2124铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形；将压缩变形后的2124铝合金板材在200～300℃保温5～20小时。与现有技术相比，本发明将铝合金板材淬火后，对其进行低温时效处理，然后施加压缩变形，并且进行高温时效处理。通过低温时效处理、压缩变形以及高温时效处理结合使用，并且分别对压缩变形量以及时效处理的温度、时间进行调节，保证了2124铝合金板材具有良好力学性能的同时，提高了其耐腐蚀性。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种2124铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：步骤a)将2124铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；步骤b)将淬火后的2124铝合金板材在-60～-50℃保温3～10小时；步骤c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形；步骤d)将压缩变形后的2124铝合金板材在200～300℃保温5～20小时。
本发明将铝合金板材淬火后，对其进行低温时效处理，然后施加压缩变形，并且进行高温时效处理。通过低温时效处理、压缩变形以及高温时效处理结合使用，并且分别对压缩变形量以及时效处理的温度、时间进行调节，保证了2124铝合金板材具有良好力学性能的同时，提高了其耐腐蚀性。
按照本发明，所述2124铝合金板材的成分包括：≤0.2wt％(重量百分比)的Si、≤0.3wt％的Fe、3.8wt％～4.9wt％的Cu、0.3wt％～0.9wt％的Mn、1.2wt％～1.8wt％的Mg、≤0.1wt％的Cr、≤0.25wt％的Zn、≤0.15wt％的Ti、余量的Al。
按照本发明，将2124铝合金铸成铝合金铸锭后，轧制所述铝合金铸锭形成铝合金板材，所述轧制包括一次或多次热轧，和在一次热轧之后的冷轧、或在多次热轧之间的冷轧或多次热轧之后的冷轧。对于热轧温度，优选为400℃～500℃，优选为410～450℃。按照本发明，所述2124铝合金板材的厚度优选为10mm～12mm，更优选的，所述2124铝合金板材的厚度优选为10mm～11mm。
轧制2124铝合金得到铝合金板材后，对铝合金板材进行淬火处理。对于淬火温度，优选为510℃～518℃，更优选为515℃。所述淬火的保温时间优选为6～10小时，更优选为8小时。保温后，对于淬火的冷却方法，本发明无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的方法，例如油冷或水冷。
淬火后，对淬火后的铝合金板材进行低温时效处理。所述步骤b)优选为将淬火后的2124铝合金板材在-60～-55℃保温5～10小时；更优选的，将淬火后的2124铝合金板材在-58～-55℃保温6～8小时。
步骤b)完成后，为了进一步提高2124铝合金板材最终的强度，对铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形，更优选的，对淬火后的铝合金在厚度方向上施加5％的压缩变形。对于施加压缩变形的温度，优选在室温下进行。即保持铝合金板的温度在室温，然后对其在厚度方向上施加压缩变形。对于施加压缩变形的方法和设备，本发明无特别的限制，优选在轧机上进行。
然后，进一步对压缩变形后的2124铝合金板材进行时效处理。所述步骤d)优选为将压缩变形后的2124铝合金板材在260～300℃保温8～20小时，更优选的，将压缩变形后的2124铝合金板材在260～280℃保温10～15小时。
本发明通过低温时效处理与压缩变形处理、高温时效处理结合使用，并且控制高温时效处理以及低温时效处理的温度，保证了2124铝合金板材在具有较高的硬度的同时，其晶间腐蚀减少，提高了2124铝合金板材耐腐蚀性。
本发明所述时效处理是指本领域技术人员熟知的将冷变形后的铝合金加热或降温至一定温度进行保温的工序。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
a)取厚度为12mm的2124铝合金板材，将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为515℃，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
b)将淬火后的2124铝合金板材在-60℃保温8小时；
c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形；
d)对压缩变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为270℃，保温时间为10小时。
实施例2
a)取厚度为12mm的2124铝合金板材，将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为515℃，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
b)将淬火后的2124铝合金板材在-55℃保温10小时；
c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形；
d)对压缩变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为300℃，保温时间为10小时。
实施例3
a)取厚度为12mm的2124铝合金板材，将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为530℃，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
b)将淬火后的2124铝合金板材在-58℃保温3小时；
c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形；
d)对压缩变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为300℃，保温时间为10小时。
实施例4
a)取厚度为12mm的2124铝合金板材，将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为510℃，保温时间为40小时，冷却方式为水冷；
b)将淬火后的2124铝合金板材在-55℃保温10小时；
c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形；
d)对压缩变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为200℃，保温时间为5小时。
分别将未经加工的2124铝合金试样以及实施例1～4时效处理后的2124铝合金试样放入10％NaOH和5％HCl溶液中，在室温腐蚀100小时，腐蚀失重结果如表1所示。
表1实施例的铝合金板材的腐蚀失重结果
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种2124铝合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a)将2124铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；
步骤b)将淬火后的2124铝合金板材在-60～-50℃保温3～10小时；
步骤c)对2124铝合金板材在厚度方向上施加4％～6％的压缩变形；
步骤d)将压缩变形后的2124铝合金板材在200～300℃保温5～20小时。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为510℃～518℃。
3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为515℃。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤a)的保温时间为6～10小时。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b)为：
将淬火后的2124铝合金板材在-60～-55℃保温5～10小时。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b)为：
将淬火后的2124铝合金板材在-58～-55℃保温6～8小时。
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对2124铝合金板材在厚度方向上施加5％的压缩变形。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对所述2124铝合金施加压缩变形是在室温条件下进行的。
9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤d)为：
将压缩变形后的2124铝合金板材在260～300℃保温8～20小时。
10.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述2124铝合金板材的厚度为10mm～12mm。
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