CN105525240B - 一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺，包括如下步骤：先将铝合金进行退火处理，退火的温度保持在505℃至515℃之间，退火时间为1小时；将退火处理完毕的铝合金进行水淬处理，待其温度达到室温后，立即放于预先准备好的冷冻室中冷藏保存；将上述冷藏的铝合金在‑200℃至‑190℃的温度下通过预先准备的轧机进行轧制处理，在每道次轧下处理的前后均需将该铝合金浸于液氮内10‑15分钟，轧制每次的压下量为5%，直至获得厚度减少量80%的铝合金样品；将铝合金样品在195℃至205℃的温度下温轧至50%压下量，每道次给20%压下量，在温轧的每道次前后，均需将待温轧的铝合金样品加热至200℃并保温4至5分钟；将处理完毕的铝合金在100℃的温度下保温60小时。
Description
技术领域
本发明涉及轧制热处理工艺，具体来说，涉及一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺。
背景技术
6063铝合金（国标牌号锻铝LD61）属于低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金，主要合金元素为镁与硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后，表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、太阳能光伏面板固定边框及连接角码、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。因其具有中等强度并且可时效硬化，有高比强度、很好的焊接性、高耐蚀性能，广泛应用于汽车、航空制造业。
传统的6063铝合金强化方法中，6063铝合金主要的强化机理为沉淀强化与加工硬化，另一种有效的强化技术为制备具有超细晶组织的6063铝合金。大塑性变形法为获得超细晶组织的6063铝合金的新技术，该技术对铝合金施以剧烈的大塑性应变以获得超细晶的显微组织，大塑性变形法需要大型重型设备且费用很高。沉淀硬化主要以Mg2Si相为主要强化相，加工硬化主要为通过形成大量位错增加合金强度。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺，包括如下步骤：
步骤一，先将铝合金进行退火处理，其中，退火的温度保持在505℃至515℃之间，退火时间为1小时；
步骤二，为防止室温下的时效，将退火处理完毕的铝合金进行水淬处理，待其温度达到室温后，立即放于预先准备好的冷冻室中冷藏保存，备用于轧制处理，其中冷冻室内的温度低于-20℃；
步骤三，将上述冷藏的铝合金在-200℃至-190℃的温度下通过预先准备的轧机进行轧制处理，其中，在每道次轧下处理的前后均需将该铝合金浸于液氮内10-15分钟，并且，轧制每次的压下量为5%，直至获得厚度与轧制前相比减少量80%的铝合金样品；
步骤四，将步骤三中的铝合金样品在195℃至205℃的温度下温轧至50%压下量，并且，每道次给20%压下量，其中，在温轧的每道次前后，均需将待温轧的铝合金样品在预先准备的马弗炉中加热至200℃并保温4至5分钟；
步骤五，低温时效对通过低温冷轧结合温轧获得的铝合金的性能有较大影响，将步骤四中处理完毕的铝合金在100℃的温度下保温60小时。
优选的，步骤四中所述的温轧操作的总时间不大于10分钟。
其中，所述铝合金包括6063铝合金。
本发明的有益效果：本发明可以进一步提高6063铝合金的强度及塑性，同时提供一种实用的可操作的新型铝合金轧制热处理工艺，代替大塑性变形法，在接近液氮温度下（-200℃左右）对铝合金进行低温冷轧，抑制动态再结晶并且可以增加晶粒中位错的积累。
具体实施方式
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例所述的一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺，包括如下步骤：
步骤一，先将铝合金进行退火处理，其中，退火的温度保持在505℃至515℃之间，退火时间为1小时；
步骤二，为防止室温下的时效，将退火处理完毕的铝合金进行水淬处理，待其温度达到室温后，立即放于预先准备好的冷冻室中冷藏保存，备用于轧制处理，其中冷冻室内的温度低于-20℃；
步骤三，将上述冷藏的铝合金在-200℃至-190℃的温度下通过预先准备的轧机进行轧制处理，其中，在每道次轧下处理的前后均需将该铝合金浸于液氮内10-15分钟，并且，轧制每次的压下量为5%，直至获得厚度与轧制前相比减少量80%的铝合金样品；
步骤四，将步骤三中的铝合金样品在195℃至205℃的温度下温轧至50%压下量，并且，每道次给20%压下量，其中，在温轧的每道次前后，均需将待温轧的铝合金样品在预先准备的马弗炉中加热至200℃并保温4至5分钟；
步骤五，低温时效对通过低温冷轧结合温轧获得的铝合金的性能有较大影响，将步骤四中处理完毕的铝合金在100℃的温度下保温60小时。
优选的，步骤四中所述的温轧操作的总时间不大于10分钟。
其中，所述铝合金包括6063铝合金。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺：
本发明提供一种实用的可操作的新型铝合金轧制热处理工艺，可以进一步提高6063Al合金的强度及塑性，是一种可以获得6063铝合金强度与塑性同步提高的冷轧、温轧及时效新工艺。
传统的大塑性变形法需要大型重型设备且费用很高，而本工艺可以代替大塑性变形法，在较低的接近液氮温度下（-200℃左右）对铝合金进行低温冷轧，抑制动态再结晶并且可以增加晶粒中位错的积累，随后对深冷处理的样品进行适当的热处理，可以获得超细晶的显微结构，沉淀硬化、固溶强化、冷作硬化以及细晶强化的结合可以使材料获得更好的强化效果，通过沉淀硬化强化的铝合金可以获得明显改善的机械性能，具体工艺为先在过饱和固溶体状态对合金进行轧制，随后进行轧制退火及时效。
在冷轧、温轧、低温时效工艺中促进行成高强度伴随高塑形的主要因素有：
第一，冷轧过程中位错密度的增大促进合金强度的升高；
第二，温轧过程中组织动态回复导致组织中形成超细的亚晶粒结构，位错的湮灭促进合金塑形的改善；
第三，温轧过程中组织内形成非常细小的针状纳米尺度的 β" 相析出物，进一步的低温时效促进位错在 β" 相周围的积聚， β" 作为位错移动的障碍促进合金强度与塑形的同步提高。
其中，β"相为6063铝合金中非常细小弥散的Mg 2 Si 析出物
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明可以进一步提高6063铝合金的强度及塑性，同时提供一种实用的可操作的新型铝合金轧制热处理工艺，代替大塑性变形法，在接近液氮温度下（-200℃左右）对铝合金进行低温冷轧，抑制动态再结晶并且可以增加晶粒中位错的积累。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，先将铝合金进行退火处理，其中，退火的温度保持在505℃至515℃之间，退火时间为1小时；
步骤二，将退火处理完毕的铝合金进行水淬处理，待其温度达到室温后，立即放于预先准备好的冷冻室中冷藏保存，备用于轧制处理，其中冷冻室内的温度低于-20℃；
步骤三，将上述冷藏的铝合金在-200℃至-190℃的温度下通过预先准备的轧机进行轧制处理，其中，在每道次轧下处理的前后均需将该铝合金浸于液氮内10-15分钟，并且，轧制每次的压下量为5%，直至获得厚度与轧制前相比减少量80%的铝合金样品；
步骤四，将步骤三中的铝合金样品在195℃至205℃的温度下温轧至50%压下量，并且，每道次给20%压下量，其中，在温轧的每道次前后，均需将待温轧的铝合金样品在预先准备的马弗炉中加热至200℃并保温4至5分钟；
步骤五，将步骤四中处理完毕的铝合金在100℃的温度下保温60小时。
2.根据权利要求1所述的提高6063铝合金强度与塑性的轧制热处理工艺，其特征在于，步骤四中所述的温轧操作的总时间不大于10分钟。
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