CN110760726A - 一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法,包括以下步骤：包括以下步骤：S1、锻件成型处理；S2、铸锭退火和锻造；S3、锻件加热；S4、锻件淬火和回火；S5、锻件的固溶热处理；S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩；S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，得到均匀性好的铝合金锻件。通过对锻件进行淬火和回火、再对锻件进行固溶热处理、淬火和冷压缩、时效处理，对锻件制备过程中，在淬火处理和时效处理两步骤之间，增加冷压缩处理，并且对冷压缩处理的应变速率进行优化，以此解决在对锻件进行热变形过程中不均匀的问题。

Description

一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法。
背景技术
随着我国航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展，重要受力部件和结构件的轻量化，促使以铝代钢的呼声越来越高，铝合金锻件的使用量和需求量正逐步增大。
6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，具有加工性能极佳等优良特点，可用于生产各种形状及用途的锻件，但其强度虽远不如2XXX系或7XXX系铝合金，其锻件存在拉伸强度低、伸长率小、硬度小的问题，对于力学性能要求较高的制品，很难达到性能指标的要求。厚大截面的2系铝锂合金锻件制品，在热变形过程中会出现变形不均匀的问题，再由于固溶淬火与冷变形等工序的引入会进一步增强铝合金锻件的不均匀性。
因此，我们提出了一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铝合金锻件及提高铝合金锻件的均匀性的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提出的一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：1.6～2.2wt%铜、0.6～0.8wt%硅、0.3～0.5wt%镁、2.0～3.6wt%锌；
0.15～0.2wt%锰，2.3～3.4wt%镍、0.5～0.6wt%铁、0.2～0.3wt%钛、0.5wt%铬；
其余为铝及不可避免的杂质。
优选的，所述包括以下重量份的组分：2.0wt%铜、0.7wt%硅、0.4wt%镁、3.0wt%锌、0.18wt%锰，3.0wt%镍、0.6wt%铁、0.3wt%钛、0.5wt%铬、其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间500～600℃，保温时间2～4h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为500～650℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，得到均匀性好的铝合金锻件。
优选的，所述S1中铸锭加热温度450～550℃，保温时间设置为2～3h。
优选的，所述固热溶处理的温度500～800℃，保温时间为4h。
优选的，所述冷压缩的应变速率设置为0.05mm/min～11.5mm/min。
优选的，所述时效处理的温度为120～200℃，处理时间为10～15h。
本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过对锻件进行淬火和回火、再对锻件进行固溶热处理、淬火和冷压缩、时效处理，对锻件制备过程中，在淬火处理和时效处理两步骤之间，增加冷压缩处理，并且对冷压缩处理的应变速率进行优化，以此解决在对锻件进行热变形过程中不均匀的问题。
2、本发明中，在锻件的组分中加设镍，并对锻件进行工艺处理，增加了铝合金锻件的可塑性和耐腐蚀性，在保证铝合金锻件机械性能的前提下，改善了铝合金锻件的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：1.6wt%铜、0.6wt%硅、0.3wt%镁、2.0wt%锌，0.15wt%锰，2.3wt%镍、0.56wt%铁、0.2wt%钛、0.5wt%铬，其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间，铸锭加热温度450℃，保温时间设置为2h；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间500℃，保温时间2h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为500℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理，固热溶处理的温度500℃，保温时间为4h；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩，冷压缩的应变速率设置为0.05mm/min；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，时效处理的温度为120℃，处理时间为10h，得到均匀性好的铝合金锻件。
实施例二
一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：1.8wt%铜、0.6wt%硅、0.4wt%镁、2.5wt%锌，0.18wt%锰，3.0wt%镍、0.5wt%铁、0.2wt%钛、0.5wt%铬，其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间，铸锭加热温度500℃，保温时间设置为3h；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间550℃，保温时间3h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为600℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理，固热溶处理的温度600℃，保温时间为4h；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩，冷压缩的应变速率设置为8mm/min；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，时效处理的温度为150℃，处理时间为12h，得到均匀性好的铝合金锻件。
实施例三
一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：2.0wt%铜、0.7wt%硅、0.4wt%镁、3.0wt%锌、0.18wt%锰，3.0wt%镍、0.6wt%铁、0.3wt%钛、0.5wt%铬、其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间，铸锭加热温度500℃，保温时间设置为3h；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间600℃，保温时间3h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为600℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理，固热溶处理的温度800℃，保温时间为4h；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩，冷压缩的应变速率设置为11.5mm/min；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，时效处理的温度为200℃，处理时间为15h，得到均匀性好的铝合金锻件。
实施例四
一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：2.1wt%铜、0.7wt%硅、0.4wt%镁、3.2wt%锌，0.19wt%锰，3.2wt%镍、0.6wt%铁、0.3wt%钛、0.5wt%铬，其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间，铸锭加热温度550℃，保温时间设置为3h；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间600℃，保温时间4h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为650℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理，固热溶处理的温度800℃，保温时间为4h；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩，冷压缩的应变速率设置为11.5mm/min；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，时效处理的温度为200℃，处理时间为15h，得到均匀性好的铝合金锻件。
实施例五
一种铝合金锻件，包括以下重量份的组分：2.2wt%铜、0.8wt%硅、0.5wt%镁、3.6wt%锌，0.2wt%锰，2.3wt%镍、0.5wt%铁、0.3wt%钛、0.5wt%铬，其余为铝及不可避免的杂质。
一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间，铸锭加热温度550℃，保温时间设置为3h；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间600℃，保温时间4h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为650℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理，固热溶处理的温度800℃，保温时间为4h；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩，冷压缩的应变速率设置为11.5mm/min；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，时效处理的温度为200℃，处理时间为15h，得到均匀性好的铝合金锻件。
综上所述，通过对锻件进行淬火和回火、再对锻件进行固溶热处理、淬火和冷压缩、时效处理，对锻件制备过程中，在淬火处理和时效处理两步骤之间，增加冷压缩处理，并且对冷压缩处理的应变速率进行优化，有效的实现锻件晶粒组织均匀性调控，以此解决在对锻件进行热变形过程中不均匀的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铝合金锻件，其特征在于，包括以下重量份的组分：1.6～2.2wt%铜、0.6～0.8wt%硅、0.3～0.5wt%镁、2.0～3.6wt%锌；
0.15～0.2wt%锰，2.3～3.4wt%镍、0.5～0.6wt%铁、0.2～0.3wt%钛、0.5wt%铬；
其余为铝及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件，其特征在于，所述包括以下重量份的组分：2.0wt%铜、0.7wt%硅、0.4wt%镁、3.0wt%锌、0.18wt%锰，3.0wt%镍、0.6wt%铁、0.3wt%钛、0.5wt%铬、其余为铝及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、锻件成型处理：按重量百分比将成份进行配比混合，将组分在混合机中充分混合，然后将铝合金原料倒入至铸锭模具中成型出铝合金铸锭，之后将铝合金铸锭进行加热，设置加热的温度和保温时间；
S2、铸锭退火和锻造：将铝合金铸锭在退火炉内做退火处理，并设置退火时间2h，退火后对铸锭进行锻造处理；
S3、锻件加热：将锻造出的锻件做加热处理，设置加热时间500～600℃，保温时间2～4h；
S4、锻件淬火和回火：将加热后的锻件做淬火处理，然后再进行回火处理，回火温度设置为500～650℃进行高温回火；
S5、锻件的固溶热处理：对锻件进行固热溶处理；
S6、锻件的淬火和冷压缩：对进行固热溶处理后的锻件进行淬火处理，处理方法是将锻件在10S内浸入至80℃的水中，然后对淬火处理后的锻件进行冷压缩；
S7、锻件的时效处理：对铝合金锻件进行时效处理，得到均匀性好的铝合金锻件。
4.根据权利要求1所述的一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，其特征在于，所述S1中铸锭加热温度450～550℃，保温时间设置为2～3h。
5.根据权利要求1所述的一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，其特征在于，所述固热溶处理的温度500～800℃，保温时间为4h。
6.根据权利要求1所述的一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，其特征在于,所述冷压缩的应变速率设置为0.05mm/min～11.5mm/min。
7.根据权利要求1所述的一种提高铝合金锻件的均匀性的方法，其特征在于,所述时效处理的温度为120～200℃，处理时间为10～15h。
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