CN114369777A - 一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有色金属技术领域，特别是涉及一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，对6系铝合金进行多级多速率热处理，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30‑100℃/h升至60‑90℃保温5‑30h，然后再以5‑30℃/h升至100‑140℃保温0.5‑20h，然后再以5‑10℃/h升至170‑195℃保温7‑15h。本发明提供一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，通过调整热处理的保温时间和温度以及升温速率，促进强化相的析出，极大避免室温停放效应的发生。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属技术领域，特别是涉及一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺。
背景技术
由于具有较高的阳极氧化效果以及中等强度，因此6系铝合金被广泛的应用于3C产品外观件的制造。在6系铝合金的制造过程中，尤其是挤压在线淬火后，挤压材通常需在6h后进行人工时效，否则人工时效后的峰值强度比挤压材在线淬火后立即人工时效的力学性能低10-40MPa，不利于材料的强度提升。通常可采用单级预时效，如挤压材在线淬火后在170℃保温半小时后，隔一段时间再进行峰时效处理，材料的峰值强度略与在线淬火后立即峰时效的强度低。或者可采用预拉伸的方式，如挤压材在线淬火后进行1-3％的预拉伸，然后可隔一段时间进行峰值时效处理，但此种方式对挤压材的尺寸影响较大，且会增加材料的内应力，从而造成材料在后续cnc加工过程中平面度较差。
6系铝合金同时还存在室温停放效应，即材料在在线淬火后需立即或者在短时间内进行人工时效，否则峰值时效强度会降低，其原因为在室温停放过程中，基体中在快速淬火过程中保留的空位及过饱和固溶体将会形成原子团簇，造成材料后续人工时效动力学的下降，同时也降低材料的峰值时效强度。
因此有必要开发一种新的工艺，避免以上预处理的不足，且减少室温停放效应对材料性能的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，通过调整热处理的保温时间和温度以及升温速率，促进强化相的析出，极大避免室温停放效应的发生。
本发明采用如下技术方案：
一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，对6系铝合金进行多级多速率热处理，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-100℃/h升至60-90℃保温5-30h，然后再以5-30℃/h升至100-140℃保温0.5-20h，然后再以5-10℃/h升至170-195℃保温7-15h。
对上述技术方案的进一步改进为，包括如下步骤：6系铝合金从室温以60℃/h升至80℃保温10h，然后再以5℃/h升至100℃保温2h，然后以10℃/h升至185℃保温9h。
对上述技术方案的进一步改进为，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温，然后以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温步骤中，所述保温的时间为30秒-3分钟。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温步骤中，所述保温的时间为7-10h。
对上述技术方案的进一步改进为，所述6系铝合金为6061铝合金或6013铝合金。
对上述技术方案的进一步改进为，所述6系铝合金中的Cu含量≥0.5wt％。
本发明的有益效果为：
本发明通过调整热处理的保温时间和温度以及升温速率，促进强化相的析出，极大避免室温停放效应的发生。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的实施方式不限于此。
一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，对6系铝合金进行多级多速率热处理，其特征在于，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-100℃/h升至60-90℃保温5-30h，然后再以5-30℃/h升至100-140℃保温0.5-20h，然后再以5-10℃/h升至170-195℃保温7-15h。
降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，包括如下步骤：6系铝合金从室温以60℃/h升至80℃保温10h，然后再以5℃/h升至100℃保温2h，然后以10℃/h升至185℃保温9h。
降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温，然后以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温。
进一步地，在所述6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温步骤中，所述保温的时间为30秒-3分钟。
进一步地，在所述以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温步骤中，所述保温的时间为7-10h。
进一步地，所述6系铝合金为6061铝合金或6013铝合金。
进一步地，所述6系铝合金中的Cu含量≥0.5wt％。
在室温停放一段时间的T4态材料，采用三级时效工艺：材料从室温以30-100℃/h升至60-90℃保温5-30h，然后再以5-30℃/h升至100-140℃保温0.5-20h，然后再以5-10℃/h升至170-195℃保温7-15h，则可以使得材料的最终力学性能，如屈服强度不低于在线淬火后立即(6h内)进行峰值时效的性能。
采用三级时效的原理为：通过一级和二级时效在组织中形成大量弥散分布的强化相的前驱体，有利于第三级时效过程中强化相的析出；而在时效过程中限定升温速率，是利用缓慢的升温速率，促进前驱体的析出。
与此同时T4态材料从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温30秒-3分钟，然后以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温7-10h，也能达到避免室温停放效应的目的，这是因为，通过材料在高温200-250℃的保温，先溶解在室温停放过程中形成的原子团簇，此时原子团簇内的空位和溶质原子回到基体，然后再回到常规时效温度，即可使得材料峰值时效的性能获得改善。但此种方式下，常常造成材料塑性的降低。
上述两种方式进行热处理时，若材料的Cu含量≥0.5wt％，则效果更佳。这是因为Cu对空位有较强的结合作用，避免空位的湮灭，因此有利于降低室温停放效应。
实施例1
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，从室温以30℃/h升至60℃保温30h，然后再以30℃/h升至140℃保温0.5h，然后再以10℃/h升至170℃保温15h。
实施例2
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，材料从室温以100℃/h升至90℃保温5h，然后再以5℃/h升至100℃保温20h，然后再以5℃/h升至195℃保温7h。
实施例3
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，材料从室温以70℃/h升至80℃保温10h，然后再以15℃/h升至120℃保温4h，然后再以8℃/h升至185℃保温8h。
实施例4
6013铝合金(Cu含量大于0.5wt％)T4状态，材料从室温以70℃/h升至80℃保温10h，然后再以15℃/h升至120℃保温4h，然后再以8℃/h升至185℃保温8h。
实施例5
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，材料从室温以30℃/h升至250℃保温30秒，然后以40℃/h的速度降至190℃保温7h。
实施例6
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，材料从室温以60℃/h升至200℃保温3分钟，然后以20℃/h的速度降至175℃保温10h。
实施例7
6061铝合金(Cu含量低于0.5wt％)T4状态，材料从室温以45℃/h升至240℃保温2分钟，然后以30℃/h的速度降至185℃保温8h。
比较例1
材料与实施例1合金成分一致，材料T4状态进行峰值时效处理185℃/9h。
比较例2
材料与实施例1合金成分一致，材料T4状态在160℃保温1h后，随炉升温至185/9h。
比较例3
材料与实施例1合金成分一致，材料在线淬火后立即(6h内)进行峰值时效处理185℃/9h。
比较例4
材料与实施例4合金成分一致，材料在线淬火后立即(6h内)进行峰值时效处理185℃/9h。
表1为实施例1-7及比较例1-4中合金的性能。
表1
如表1所示，本发明通过合理控制材料的热处理时效工艺，避免了室温停放效应对最终力学性能的影响，从而提高6系铝合金的强度性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，对6系铝合金进行多级多速率热处理，其特征在于，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-100℃/h升至60-90℃保温5-30h，然后再以5-30℃/h升至100-140℃保温0.5-20h，然后再以5-10℃/h升至170-195℃保温7-15h。
2.根据权利要求1所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：6系铝合金从室温以60℃/h升至80℃保温10h，然后再以5℃/h升至100℃保温2h，然后以10℃/h升至185℃保温9h。
3.根据权利要求1所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温，然后以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温。
4.根据权利要求3所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，在所述6系铝合金从室温以30-60℃/h升至200-250℃保温步骤中，所述保温的时间为30秒-3分钟。
5.根据权利要求3所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，在所述以20-40℃/h的速度降至175-190℃保温步骤中，所述保温的时间为7-10h。
6.根据权利要求1所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，所述6系铝合金为6061铝合金或6013铝合金。
7.根据权利要求1所述的降低6系铝合金室温停放效应的热处理工艺，其特征在于，所述6系铝合金中的Cu含量≥0.5wt％。
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