CN105603337A - 一种合金预拉伸板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金领域，尤其涉及一种合金预拉伸板材的制备方法。本发明提供的方法包括以下步骤：a)合金板材原料依次经过淬火处理和8h以上的自然时效处理后，进行预拉伸，得到合金预拉伸板材。本发明通过对经过淬火处理的合金板材进行8h以上的自然时效处理，有效缓解了合金板材在后续淬火处理时的应变时效效应，从而消除了制得的合金预拉伸板表面的滑移线。实验结果表明，采用本发明提供的方法制备合金预拉伸板材时，其预拉伸过程中拉伸位移-强度曲线无明显的锯齿状波形，且制得的合金预拉伸板材表面没有滑移线。

Description

一种合金预拉伸板材的制备方法
技术领域
本发明属于合金领域，尤其涉及一种合金预拉伸板材的制备方法。
背景技术
为提高合金板材的机械性能，合金板材在铸锭成型后通过要进行淬火处理。合金板材在淬火处理后会产生较大的残余应力，导致合金板材的机械性能分布不均，从而造成合金板材在后续机械加工过程中出现较大尺寸效应。因此，淬火处理后的合金板材在用于后续机械加工之前，必须消除淬火残余应力。
在消除合金淬火残余应力的方法中，预拉伸是最为简单，也是使用最为广泛的方法，所谓预拉伸就是在合金板材经过淬火之后，进行一次永久塑性变形，从而消除合金板材中的淬火残余应力。
经过预拉伸处理的合金板材也称为合金预拉伸板，由于目前合金板材预拉伸工艺的条件优化欠佳，导致淬火后的合金板材在预拉伸过程中会出现的应变时效现象，即合金板材在预拉伸的过程中所施加拉伸力的强度难以保持平稳，具体表现为合金板材预拉伸过程中的拉伸位移-强度曲线出现明显的锯齿状波形。由于应变时效现象的存在，造成现有工艺制得的合金预拉伸板材表面存在明显方相性的线状缺陷，即“滑移线”。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种合金预拉伸板材的制备方法，采用本发明提供的方法制得的合金预拉伸板材表面的不会出现滑移线。
本发明提供了一种合金预拉伸板材的制备方法，包括以下步骤：
a)、合金板材原料依次经过淬火处理和8h以上的自然时效处理后，进行预拉伸，得到合金预拉伸板材。
优选的，所述自然时效处理的时间为8～24h。
优选的，所述预拉伸的拉伸率为1.0～6.25％。
优选的，所述预拉伸的拉伸速率为50～200mm/min。
优选的，所述预拉伸的方式为匀速拉伸。
优选的，所述淬火处理的加热温度为460～540℃。
优选的，所述淬火处理的保温时间为20～360min。
优选的，所述淬火处理的冷却介质为水。
优选的，所述合金板材原料为铝合金板材。
优选的，所述铝合金为2A96铝锂合金。
与现有技术相比，本发明提供了一种合金预拉伸板材的制备方法。本发明提供的方法包括以下步骤：a)、合金板材原料依次经过淬火处理和8h以上的自然时效处理后，进行预拉伸，得到合金预拉伸板材。本发明通过对经过淬火处理的合金板材进行8h以上的自然时效处理，有效缓解了合金板材在后续淬火处理时的应变时效效应，从而消除了制得的合金预拉伸板表面的滑移线。实验结果表明，采用本发明提供的方法制备合金预拉伸板材时，其预拉伸过程中拉伸位移-强度曲线无明显的锯齿状波形，且制得的合金预拉伸板材表面没有滑移线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例4提供的拉伸位移-强度曲线图；
图2是本发明实施例5提供的预拉伸铝合金板宏观观察图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种合金预拉伸板材的制备方法，包括以下步骤：
a)、合金板材原料依次经过淬火处理和8h以上的自然时效处理后，进行预拉伸，得到合金预拉伸板材。
在本发明提供的方法中，首先对合金板材原料进行淬火处理。其中，所述合金板材原料优选为铝合金板材。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Si的含量为0.1～0.2wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Fe的含量为0.15～0.2wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Cu的含量为3.6～4.0wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Mn的含量为0.2～0.6wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Zn的含量为0.2～0.6wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Ti的含量为0.02～0.10wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Zr的含量为0.03～0.14wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Li的含量为1.15～1.4wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材中Ag的含量为0.2～0.6wt％。在本发明提供的一个实施例中，所述铝合金板材为2A96铝锂合金。在本发明提供的一个实施例中，所述合金板材的长度为7200～8000mm，宽度为1200～1400mm，厚度为10～15mm。在本发明中，所述淬火处理的加热温度优选为460～540℃，更优选为470～520℃；所述火处理的保温时间优选为20～360min，更优选为20～100min，最优选为40～60min；所述淬火处理的冷却介质优选为水；所述淬火处理过程中，冷却介质的温度优选为室温。淬火处理结束后，得到淬火后合金板材。
得到淬火后合金板材后，对所述淬火后合金板材进行自然时效处理。在本发明中，所述自然时效处理是指将淬火后合金板材放置在自然条件下，使淬火后合金板材内部应力自然释放。在本发明中，所述自然时效处理的时间在8h以上，优选为8～24h。自然时效处理结束后，得到待拉伸合金板材。
得到所述待拉伸合金板材后，所述待拉伸合金板材进行预拉伸。其中，所述预拉伸的拉伸率优选为1.0～6.25％，更优选为1.5～4.0％，最优选为2.8～3.2％；所述预拉伸的拉伸速率优选为50～200mm/min，更优选为80～150mm/min，最优选为102～120mm/min；所述预拉伸的方式为优选为匀速拉伸。预拉伸结束后，得到合金预拉伸板材。
本发明通过对经过淬火处理的合金板材进行8h以上的自然时效处理，有效缓解了合金板材在后续淬火处理时的应变时效效应，从而消除了制得的合金预拉伸板表面的线状缺陷。实验结果表明，采用本发明提供的方法制备合金预拉伸板材时，其预拉伸过程中拉伸位移-强度曲线无明显的锯齿状波形，且制得的合金预拉伸板材表面没有滑移线。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行8h自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为102mm/min，预拉伸率为2.8％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
实施例2
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行24h自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为120mm/min，预拉伸率为3.1％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
实施例3
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行17d自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为115mm/min，预拉伸率为3.2％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
对比例1
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行0.5h自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为110mm/min，预拉伸率为2.9％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
对比例2
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行1h自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为110mm/min，预拉伸率为2.8％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
对比例3
2A96铝锂合金板材(尺寸：10×1200×7200mm)首先进行淬火处理，其中，加热温度为520℃，保温时间为60分钟，冷却介质为室温水；之后对完成淬火处理的铝合金板材进行4h自然时效处理；最后对所述铝合金板材进行预拉伸，其中，拉伸速率为121mm/min，预拉伸率为3.0％，预拉伸结束后，得到预拉伸铝合金板材。
实施例4
对实施例1～3和对比例1～3的铝合金板材在预拉伸过程中的拉伸位移和所施加的拉力强度进行记录，并绘制拉伸位移-强度曲线，结果如图1所示，图1是本发明实施例4提供的拉伸位移-强度曲线图。可以看出，相比于对比例，实施例的拉伸位移-强度曲线的波形更平缓，无明显锯齿状波形，从而说明本发明提供的制备方法能够有效缓解铝合金板材在预拉伸过程中出现应变时效现象，降低预拉伸铝合金制品表面的线状缺陷。
实施例5
对实施例1和对比例1制得的预拉伸铝合金板材进行宏观观察，结果如图2所示，图2是本发明实施例5提供的预拉伸铝合金板宏观观察图，其中A为实施例1制得的预拉伸铝合金板，B为对比例1制得的预拉伸铝合金板。通过图2可以看出，实施例1制得的预拉伸铝合金板表面无线状缺陷(即“滑移线”)，而对比例1制得的预拉伸铝合金板表面在椭圆圈出的区域存在明显滑移线。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种合金预拉伸板材的制备方法，包括以下步骤：
a)、合金板材原料依次经过淬火处理和8h以上的自然时效处理后，进行预拉伸，得到合金预拉伸板材。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自然时效处理的时间为8～24h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预拉伸的拉伸率为1.0～6.25％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预拉伸的拉伸速率为50～200mm/min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述预拉伸的方式为匀速拉伸。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理的加热温度为460～540℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理的保温时间为20～360min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理的冷却介质为水。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述合金板材原料为铝合金板材。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金为2A96铝锂合金。
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