CN111074182A - 一种稳定铝合金热处理方法及铝合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；加热、将熔炼胚料加热至400～500℃；冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在4～6天；人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在100～200℃，高温处理的时间控制在1～2天；化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至90‑95℃；经本发明热处理后的铝合金板材具有较高的塑性和耐腐蚀性，能够适合不同染色材料进行染色，染色烤漆后的产品强度高、抗凹陷，在自然条件下放置很长时间后仍具有良好的加工性能和烤漆强化性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金生产技术领域，更具体地说，特别涉及一种稳定铝合金热处理方法及铝合金。
背景技术
基于全球节能环保需求，汽车工业相关部门推进轻量化的步伐逐步加剧，汽车轻量化主要可以从原材料的选择和结构设计等方面进行推进。铝合金由于具有密度低、成型性和耐腐蚀性较高等优点，成为传统钢铁材料最佳的替代材料。
目前铝合金生产工艺上还具有一些缺点，采用高温短时预时效处理的方法，效率虽高，但时间太短实际生产中不容易控制；采用低温长时预时效处理效率低，不利于实际生产；而采用固溶水淬至所需的预时效温度，进而再保温或者降温，控制淬火后的温度在实际生产中不便于实施。除此，上述方法还存在自然时效稳定性较短，在冲压成型前不能保持良好的成形性的问题，染色效果也不佳。
特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定铝合金热处理方法及铝合金。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至400～500℃；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在4～6天；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在100～200℃，高温处理的时间控制在1～2天；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至90-95℃；
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
优选地，所述化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠40～50、铬酸钠10～20、氢氧化钠2～5、磷酸三钠1.5～2、硅酸钠0.6～1。
优选地，所述化学溶剂溶液的PH值为2.0～4.0。
优选地，所述熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时，从而使低熔点共晶相的量最少，进一步提高合金的断裂韧度。
优选地，所述加热步骤中加热的时长为15-30小时。
优选地，所述染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在180～200℃，时间控制在20～40min。
一种上述稳定铝合金热处理方法得到的铝合金。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
经本发明热处理后的铝合金板材具有较高的塑性和耐腐蚀性，能够适合不同染色材料进行染色，染色烤漆后的产品强度高、抗凹陷，在自然条件下放置很长时间后仍具有良好的加工性能和烤漆强化性能。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种稳定铝合金热处理方法流程图；
图2是经稳定铝合金热处理方法后铝合金的强度对比表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明提供一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至400～500℃，加热步骤中加热的时长为15-30小时；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在4～6天，淬火、快速升温以及冷却整个热处理过程可以在连续退火炉上进行，实现在线处理，提高生产效率，铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，被困在晶体内，这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起，由于过饱和和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在100～200℃，高温处理的时间控制在1～2天，快速升温后冷却至室温，冷却是指自然冷却，自然冷却是利用密度随温度变化而产生的流体循环过程来带走热量的冷却方式；
参阅图2，经过科学对比实验，随着时效温度的延长，合金内铜原子偏聚并发生有序化，研究发现合金在淬火后进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而其塑性将提高，如果在淬火后进行室温静置，在进行人工时效，其塑性比立刻进行时效的铝合金要高；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至90-95℃，化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠40～50、铬酸钠10～20、氢氧化钠2～5、磷酸三钠1.5～2、硅酸钠0.6～1，化学溶剂溶液的PH值为2.0～4.0；
在配方中加入硅酸钠，获得的铝合金氧化膜无色，其硬度和耐腐蚀性比较高，适合进行不同染色材料进行染色；
熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时，从而使低熔点共晶相的量最少，进一步提高合金的断裂韧度。
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在180～200℃，时间控制在20～40min。
经本发明热处理后的铝合金板材具有较高的塑性和耐腐蚀性，能够适合不同染色材料进行染色，染色烤漆后的产品强度高、抗凹陷，在自然条件下放置很长时间后仍具有良好的加工性能和烤漆强化性能。
实施例一
一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至400；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在4天；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在100℃，高温处理的时间控制在1天；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至90℃；
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
所述化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠40、铬酸钠10、氢氧化钠2、磷酸三钠1.5、硅酸钠0.6。
化学溶剂溶液的PH值为2.0。
熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时，从而使低熔点共晶相的量最少，进一步提高合金的断裂韧度。
加热步骤中加热的时长为15小时
染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在180℃，时间控制在20min。
实施例二
一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至150℃；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在5天；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在150℃，高温处理的时间控制在1.5天；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至92℃；
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
所述化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠45、铬酸钠15、氢氧化钠4、磷酸三钠1.5、硅酸钠0.8。
化学溶剂溶液的PH值为3.0。
熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时，从而使低熔点共晶相的量最少，进一步提高合金的断裂韧度。
加热步骤中加热的时长为20小时
染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在190℃，时间控制在30min。
实施例三
一种稳定铝合金热处理方法，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至500℃；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在6天；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在200℃，高温处理的时间控制在2天；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至95℃；
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
所述化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠50、铬酸钠20、氢氧化钠5、磷酸三钠2、硅酸钠1。
化学溶剂溶液的PH值为4.0。
熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时，从而使低熔点共晶相的量最少，进一步提高合金的断裂韧度。
加热步骤中加热的时长为30小时
染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在200℃，时间控制在40min。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于，热处理方法包括以下步骤：
熔炼、将铝合金进行熔炼，得到熔炼胚料；
加热、将熔炼胚料加热至400～500℃；
冷轧、将胚料热轧并冷轧成铝合金板材；
淬火、将铝合金板材进行淬火、淬火后进行静置，时间控制在4～6天；
人工时效、将静置后的铝合金板材进行高温处理，高温处理的温度控制在100～200℃，高温处理的时间控制在1～2天；
化学溶液氧化、将铝合金板放置在化学溶液，经过化学反应使铝表面产生氧化膜，化学溶液升温至90-95℃；
染色、将铝合金板表面覆盖一层界面活性剂，然后进行染色。
2.根据权利要求1所述的一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于，所述化学溶剂的按照质量浓度/g*L配合比为：碳酸钠40～50、铬酸钠10～20、氢氧化钠2～5、磷酸三钠1.5～2、硅酸钠0.6～1。
3.根据权利要求1或2所述的一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于：所述化学溶剂溶液的PH值为2.0～4.0。
4.根据权利要求1所述的一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于，所述熔炼与加热步骤之间还有均化处理步骤：将所述胚料进行均化处理，其中在合金被加热到尽可能接近其熔点的温度时，采用较慢的升温速率，升温速率限制在等于或小于20℃/小时。
5.根据权利要求1所述的一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于：所述加热步骤中加热的时长为15-30小时。
6.根据权利要求1所述的一种稳定铝合金热处理方法，其特征在于：所述染色的材料为有机染料，染料进行染色后，将染色后的铝合金板进行烤漆处理，烤漆处理的温度控制在180～200℃，时间控制在20～40min。
7.一种权利要求1-4任一项所述的稳定铝合金热处理方法得到的铝合金。
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