CN110373618A - 一种提高5a06铝合金塑性的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，先对5A06合金进行固溶处理，使基体中β相发生固溶，同时消除组织内应力与形变织构，随后淬火至室温，将高温下组织快冷并保持到室温。使5A06铝合金在保持原有强度水平的同时实现塑性的显著提高，扩大了合金的应用范围，有效提高了合金的冷变形加工性。相较于传统的退火工艺，不仅消除组织内应力与形变织构，更通过减少基体中β相存在，达到提高5A06铝合金塑性的目的，从而改善5A06的冷变形加工性。使合金保持原有强度水平的同时，能提高合金延伸率15％以上。本发明保温时间短，整个热处理工序耗时大大减少，显著提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属热处理工艺领域，尤其涉及一种提高铝合金塑性的热处理工艺。
背景技术
5A06铝合金属于Al-Mg系防锈铝，具有较好的耐蚀性、较高的强度以及良好的焊接性能，多用于有轻量化及耐蚀性要求的结构件，是航空、航天及航海领域不可缺少的重要材料。原始态的5A06金相组织通常为α固溶体基体上分布着β(Al8Mg5)、Mg2Si、Al6Mn、Al6(FeMn)等相质点，在5A06发生冷塑性变形时，这些相对硬、脆的第二相质点往往成为开裂的起始点，使得5A06的冷变形加工较为困难，容易产生开裂现象。
现有改善5A06铝合金塑性的热处理工艺主要分为低温退火和高温退火，低温退火通常是采用较低的温度(240～270℃)达到消除内应力、部分软化冷作硬化的目的，常用于冷变形工序的中间热处理以及为了稳定尺寸的成品热处理。高温退火通常是采用较高的温度(330～350℃)获得接近平衡态的再结晶组织，达到完全消除内应力与内部组织织构的目的，常用于大变形量的冷变形工序前置热处理以及最终要求为退火态的成品热处理，材料进行高温退火相比低温退火可获得更大的塑性提升。
实际应用中，采用高温退火对于5A06塑性的提升有时仍难以满足零件折弯需求，因此，有必要开发更加有效的提高5A06塑性的热处理工艺方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺。本发明的目的在于提供一种比现有退火工艺更加有效的提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，在消除材料组织内应力与形变织构的基础上，通过减少基体中β(Al8Mg5)相存在，达到提高5A06铝合金塑性，从而改善5A06铝合金冷变形加工性的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤一：将待提高塑性的5A06铝合金零件装入热处理炉中，加热至490～530℃，在该温度保温20～40min；
步骤二：保温完毕的铝合金零件出炉淬入20～30℃的清水中；
步骤三：将淬火完成铝合金零件转运至后续工序进行冷变形加工。
优选的，所述步骤一中，零件加热方式为到温入炉。
优选的，所述步骤一中，加热温度为490～510℃。
优选的，所述步骤二中，铝合金零件从出炉到入水的转移时间不超过10s。
优选的，所述步骤二中，对于有效壁厚≤2mm的零件，保温完毕的铝合金零件出炉后，采用风冷替代水冷。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提供了一种比现有退火工艺更加有效的提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，采用20～30℃的清水进行淬火或进行风冷，相较于传统的退火工艺，不仅消除组织内应力与形变织构，更通过减少基体中β(Al8Mg5)相存在，达到提高5A06铝合金塑性的目的，从而改善5A06的冷变形加工性。
2.本发明提供的提高5A06铝合金塑性的热处理工艺使合金保持原有强度水平的同时，能提高合金延伸率15％以上。
3.相较于传统退火工艺动辄数个小时的保温时间，本发明保温时间短，整个热处理工序耗时大大减少，显著提高了生产效率。例如针对2mm板材，采用低温退火热处理工艺通常需保温3h，采用高温退火热处理工艺通常需保温1h，采用本发明提供的热处理工艺仅需保温20min。
附图说明
图1为5A06铝合金H112态的SEM(扫描电镜)背散射成像照片。
图2为不同热处理状态下断后伸长率随保温温度的变化曲线。
图3不同热处理状态下最大拉力随保温温度的变化曲线。
图4为5A06铝合金490℃处理后的SEM背散射照片。
图5为5A06铝合金510℃处理后的SEM背散射照片。
图6为不同冷却方式下延伸率随保温温度的变化曲线。
图7为不同冷却方式下最大拉力随保温温度的变化曲线。
图8为5A06铝合金510℃水冷处理后的SEM背散射照片。
图9为本发明所述提高5A06铝合金塑性的优选热处理工艺路线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明先对5A06合金进行固溶处理，使基体中β(Al8Mg5)相发生固溶，同时消除组织内应力与形变织构，随后淬火至室温，将高温下组织快冷并保持到室温，此时，基体中β(Al8Mg5)相的含量将大幅降低，从而使合金具有优异的塑性，适宜进行各种冷塑性变形。通过以上处理可使5A06铝合金在保持原有强度水平的同时实现塑性的显著提高，扩大了合金的应用范围，有效提高了合金的冷变形加工性。
步骤一：将待提高塑性的5A06铝合金零件装入热处理炉中，加热至490～530℃，在该温度保温20～40min；
步骤二：保温完毕的铝合金零件出炉淬入20～30℃的清水中；
步骤三：将淬火完成铝合金零件转运至后续工序进行冷变形加工，如折弯等。
优选的，所述步骤一中，零件加热方式为到温入炉，可有效减少合金晶粒在较高温度下的长大。
优选的，所述步骤一中，加热温度为490～510℃，可有效降低组织局部过烧的风险。
优选的，所述步骤二中，铝合金零件从出炉到入水的转移时间不超过10s，防止过饱和固溶体发生分解，造成后续塑性提升幅度不足。
优选的，所述步骤二中，对于有效壁厚≤2mm的零件，保温完毕的铝合金零件出炉后，采用风冷替代水冷。
实施例1：
采用尺寸为2×25×200mm的5A06铝板，原始状态为H112态，其金相组织照片见图1所示，将炉温升至490℃后装入零件，待炉温回升后在该温度保温20min，保温结束后将零件出炉风冷，将处理后零件进行拉力试验，测得其断后伸长率及最大拉力值见图2、图3，可见合金强度几乎不变，断后伸长率有明显提升；将处理后零件进行金相分析如图4，可见处理后5A06铝板中大量β(Al8Mg5)相以固溶态存在于基体中，仅有部分β(Al8Mg5)相析出，铝合金塑性因此得到较大提升。
实施例2：
采用尺寸为2×25×200mm的5A06铝板，原始状态为H112态，其金相组织照片见图1所示，将炉温升至510℃后装入零件，待炉温回升后在该温度保温20min，保温结束后将零件出炉风冷，将处理后零件进行拉力试验，测得其断后伸长率及最大拉力值见图2、图3，可见合金强度几乎不变，断后伸长率有明显提升；将处理后零件进行金相分析如图5，可见处理后5A06铝板中大量β(Al8Mg5)相以固溶态存在于基体中，仅有部分β(Al8Mg5)相析出，铝合金塑性因此得到较大提升。
实施例3
采用尺寸为2×25×200mm的5A06铝板，原始状态为H112态，其金相组织照片见图1所示，将炉温升至510℃后装入零件，待炉温回升后在该温度保温20min，保温结束后将零件出炉淬入23℃清水中，将处理后零件进行拉力试验，测得其断后伸长率及最大拉力值见图6、图7，可见合金强度几乎不变，断后伸长率有明显提升；将处理后零件进行金相分析如图8，可见处理后5A06铝板中大量β(Al8Mg5)相以固溶态存在于基体中，仅有部分β(Al8Mg5)相析出，铝合金塑性因此得到较大提升。
以上对本发明的三个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：将待提高塑性的5A06铝合金零件装入热处理炉中，加热至490～530℃，在该温度保温20～40min；
步骤二：保温完毕的铝合金零件出炉淬入20～30℃的清水中；
步骤三：将淬火完成铝合金零件转运至后续工序进行冷变形加工。
2.根据权利要求1所述的一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，其特征在于：
所述步骤一中，零件加热方式为到温入炉。
3.根据权利要求1所述的一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，其特征在于：
所述步骤一中，加热温度为490～510℃。
4.根据权利要求1所述的一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，其特征在于：
所述步骤二中，铝合金零件从出炉到入水的转移时间不超过10s。
5.根据权利要求1所述的一种提高5A06铝合金塑性的热处理工艺，其特征在于：
所述步骤二中，对于有效壁厚≤2mm的零件，保温完毕的铝合金零件出炉后，采用风冷替代水冷。
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| US20180282847A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Aluminum alloy sheet for forming and automobile member |
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