CN105839036A - 一种铝镁合金的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金热处理技术领域，具体涉及一种铝镁合金的热处理方法，首先将铝镁合金放入真空热处理炉内，采用先升温再降温的方式随炉温控温至490‑510℃，保温完成后，进行冷却；再将铝镁合金置于360‑380℃条件下保温1‑2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为25‑45％；然后进行冷轧，轧制速度为0.08‑0.25m/s，冷轧压下量为30±5％，最后将其空冷至室温，本发明的热处理方法操作简单，易于实现，缩短了加工时间，利用本发明方法处理的铝镁合金，具有尺寸稳定性、抗腐蚀性能、力学性能及挤压性能优的特点，还具有其强度与塑性配合合理的优势。

Description

一种铝镁合金的热处理方法
技术领域
本发明涉及合金热处理技术领域，具体涉及一种铝镁合金的热处理方法。
背景技术
铝镁合金是一种在铝合金中加入镁金属的合金，其具有较高的强度和刚度，质量轻，易加工，易回收等一系列优点，被广泛地应用于航空航天、交通运输、石油化工、轨道交通、消费电子等领域，尽管如此，我国铝镁合金产品仍然很难满足高端设备的制造，并且我国高端设备的零部件多数是从国外进口而来，而这些进口的零部件则是以我国低价出口的铝镁合金产品作为初级原材料，经过高端技术处理制成高附加值产品，因此，研究高性能铝镁合金成为亟待解决的问题。
众所周知，热处理是改善或调整铝镁合金力学性能和加工性能的重要手段，通过热处理工艺可以减小铝镁合金铸件的铸造内应力或淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性，或使铝镁合金得到强化，当合金元素的固溶度随温度变化时，铝镁合金即可以进行热处理强化。
但是，直径较大的铝镁合金在热处理过程中，由于加热到合金心部所需的时间过长，致使在热处理过程中铝镁合金受热不均，最后导致合金不同部位的组织不同，进而不利于挤压和产品性能的稳定。铝镁合金热处理中受热不均的问题极大地制约了现有技术中能够进行热处理强化的合金规格，从而限制了大尺寸型材的开发和应用。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种铝镁合金的热处理方法。
具体通过以下方案得以实现：
一种铝镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，采用先升温再降温的方式随炉温控温至490-510℃，保温1-3h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，进行冷却；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在360-380℃条件下保温1-2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为25-45％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.08-0.25m/s，冷轧压下量为30±5％，最后将其空冷至室温。
所述采用先升温再降温的方式，是将铝镁合金随炉升温至180-210℃，保温1-2h，再升温至600-620℃，保温0.5h，再降温至490-510℃，保温1-3h。
所述升温至180-210℃，其升温速度为5-10℃/min。
所述升温至600-620℃，其升温速度为10-20℃/min。
所述降温至490-510℃，其降温速度为10-20℃/min。
所述步骤(2)中冷却，其冷却速度为50-80℃/s。
所述步骤(2)中冷却，所用冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇25-70％；硅酸盐1-4％；海苯甲酸0.5-2％；氟化物0.1-1.5％；烷基酰胺0.05-0.3％；多元醇酯0.2-0.8％；海藻酸钠0.1-0.3％；消泡剂0.1-0.3％；余量为去离子水。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg5.9-6.2％，Cr0.15-0.35％，Mn0.1-0.4％，Cu0.1-0.3％，Zn0.6-0.9％，B0.1-0.5％，Si≤0.2％，余量为铝；进一步地优选，Mg6.0％，Cr0.2％，Mn0.3％，Cu0.2％，Zn0.75％，B0.3％，Si0.14％，余量为铝。
本发明的有益效果
本发明的铝镁合金热处理方法中，采用先升温后降温的加热方法，使合金进行后续热处理时其边部和心部之间的温度差减小，使铝镁合金能够均匀受热，从而减小铝镁合金铸件的淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性。
本发明方法进一步将单道次变形及冷轧工艺相结合，提高了铝镁合金的屈服强度和抗拉强度，使最终生产出的铝镁合金成品均有更好的强度与塑性配合。
本发明方法还通过合理地控制工艺参数，保证了铝镁合金内部组织结构的均匀性。
利用本发明方法处理铝镁合金，通过铝镁合金合理的原料成分配比，降低了合金熔体表面张力，减少二次晶间距，有助于减少铝镁合金构件的铸造内应力，进而有助于合金的热处理，另一方面，该成分配比，使得铝镁合金构件具有优良的抗腐蚀性能和力学性能。
本发明的热处理方法操作简单，易于实现，缩短了加工时间。
利用本发明方法处理铝镁合金还提高了合金的挤压性能。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
用于航空航天器的铝镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，以9℃/min的升温速度进行升温至205℃，保温1h，再以10℃/min的升温速度进行升温至620℃，保温0.5h，再以10℃/min的降温速度进行降温至510℃，保温2h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，喷射冷却液，以60℃/s冷却速度进行冷却；所述冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇55％；硅酸盐1％；海苯甲酸0.5％；氟化物0.1％；烷基酰胺0.3％；多元醇酯0.4％；海藻酸钠0.2％；消泡剂0.3％；余量为去离子水；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在380℃条件下保温1h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为25％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.25m/s，冷轧压下量为35％，最后将其空冷至室温。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg6.0％，Cr0.2％，Mn0.3％，Cu0.2％，Zn0.75％，B0.3％，Si0.14％，余量为铝。
实施例2
铝镁合金薄壁构件的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，以10℃/min的升温速度进行升温至180℃，保温2h，再以13℃/min的升温速度进行升温至605℃，保温0.5h，再以15℃/min的降温速度进行降温至495℃，保温1h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，喷射冷却液，以80℃/s冷却速度进行冷却；所述冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇70％；硅酸盐3％；海苯甲酸1.8％；氟化物0.01-1.5％；烷基酰胺0.1％；多元醇酯0.8％；海藻酸钠0.1％；消泡剂0.25％；余量为去离子水；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在365℃条件下保温1.5h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为30％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.15m/s，冷轧压下量为30％，最后将其空冷至室温。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg6.2％，Cr0.35％，Mn0.4％，Cu0.3％，Zn0.6％，B0.2％，Si0.1％，余量为铝。
实施例3
用于重载高速列车装备的铝镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，以8℃/min的升温速度进行升温至210℃，保温2h，再以15℃/min的升温速度进行升温至600℃，保温0.5h，再以17℃/min的降温速度进行降温至505℃，保温3h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，喷射冷却液，以50℃/s冷却速度进行冷却；所述冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇25％；硅酸盐4％；海苯甲酸2％；氟化物0.01-1.5％；烷基酰胺0.05％；多元醇酯0.6％；海藻酸钠0.25％；消泡剂0.2％；余量为去离子水；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在380℃条件下保温1h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为25％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.08m/s，冷轧压下量为25％，最后将其空冷至室温。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg5.9％，Cr0.2％，Mn0.1％，Cu0.2％，Zn0.9％，B0.5％，Si0.05％，余量为铝。
实施例4
用于制造医疗设备的铝镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，以7℃/min的升温速度进行升温至190℃，保温1.5h，再以20℃/min的升温速度进行升温至615℃，保温0.5h，再以20℃/min的降温速度进行降温至500℃，保温1.5h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，喷射冷却液，以65℃/s冷却速度进行冷却；所述冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇40％；硅酸盐2％；海苯甲酸0.8％；氟化物0.01-1.5％；烷基酰胺0.2％；多元醇酯0.5％；海藻酸钠0.3％；消泡剂0.1％；余量为去离子水；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在360℃条件下保温2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为30％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.2m/s，冷轧压下量为30％，最后将其空冷至室温。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg6.0％，Cr0.2％，Mn0.3％，Cu0.2％，Zn0.75％，B0.3％，Si0.14％，余量为铝。
实施例5
用于制造油气开采装备的铝镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，以5℃/min的升温速度进行升温至200℃，保温1h，再以17℃/min的升温速度进行升温至610℃，保温0.5h，再以13℃/min的降温速度进行降温至490℃，保温2.5h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，喷射冷却液，以70℃/s冷却速度进行冷却；所述冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇50％；硅酸盐2％；海苯甲酸1.2％；氟化物0.01-1.5％；烷基酰胺0.15％；多元醇酯0.2％；海藻酸钠0.15％；消泡剂0.15％；余量为去离子水；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在375℃条件下保温2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为45％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.1m/s，冷轧压下量为30％，最后将其空冷至室温。
所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg6.0％，Cr0.15％，Mn0.3％，Cu0.1-0.3％，Zn0.75％，B0.3％，Si0.2％，余量为铝。

Claims (9)

1.一种铝镁合金的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法，包括以下步骤：
(1)将铝镁合金放入真空热处理炉内，采用先升温再降温的方式随炉温控温至490-510℃，保温1-3h；所述真空工作压强≤0.65Pa；
(2)完成真空热处理后，进行冷却；
(3)将步骤(2)所得的铝镁合金，在360-380℃条件下保温1-2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为25-45％；
(4)将步骤(3)所得的铝镁合金进行冷轧，轧制速度为0.08-0.25m/s，冷轧压下量为30±5％，最后将其空冷至室温。
2.如权利要求1所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述采用先升温再降温的方式，是将铝镁合金随炉升温至180-210℃，保温1-2h，再升温至600-620℃，保温0.5h，再降温至490-510℃，保温1-3h。
3.如权利要求2所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述升温至180-210℃，其升温速度为5-10℃/min。
4.如权利要求2所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述升温至600-620℃，其升温速度为10-20℃/min。
5.如权利要求2所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述降温至490-510℃，其降温速度为10-20℃/min。
6.如权利要求1所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷却，其冷却速度为50-80℃/s。
7.如权利要求1或6所述的铝镁合金热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷却，所用冷却液的各成分重量百分比为：乙二醇25-70％；硅酸盐1-4％；海苯甲酸0.5-2％；氟化物0.1-1.5％；烷基酰胺0.05-0.3％；多元醇酯0.2-0.8％；海藻酸钠0.1-0.3％；消泡剂0.1-0.3％；余量为去离子水。
8.如权利要求1所述的铝镁合金的热处理方法，其特征在于，所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg5.9-6.2％，Cr0.15-0.35％，Mn0.1-0.4％，Cu0.1-0.3％，Zn0.6-0.9％，B0.1-0.5％，Si≤0.2％，余量为铝。
9.如权利要求8所述的铝镁合金的热处理方法，其特征在于，所述铝镁合金，其原料的各成分重量百分比为：Mg6.0％，Cr0.2％，Mn0.3％，Cu0.2％，Zn0.75％，B0.3％，Si0.14％，余量为铝。
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