CN114875345A - 一种循环利用铝合金的热处理方法及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金热处理技术领域，具体涉及一种循环利用铝合金的热处理方法，该铝合金板的热处理方法包括以下步骤：步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至510‑520℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至545‑555℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至555‑565℃，维持8min进行三次固溶；步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，使得矫正后的铝合金板平整；步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至180‑190℃，维持5h。本发明的热处理方法能够提升铝合金的强度和延展性，从而提升回收铝合金的产品价值。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金热处理技术领域，特别涉及一种循环利用铝合金的热处理方法及其制备方法。
背景技术
现有的回收铝经过预处理后，一部分会进行冷加工处理，使其变成粉状铝，另外一部分会使用重介质选矿法、抛物选矿法等方式进行重新回收利用。对废铝进行初级分类、分级堆放，如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。铝废料的进口量约占全国总进口量的十分之一以上。其原料处理高度电脑化，所有入厂原料分区存放，库存则依数量、化学成份、回收率及成本建档管理运用。有了这些资料就可使熔炼工序在生产合金锭时得以计算出最经济的用料公式，并确保产品品质。
现有的回收利用铝合金在利用上不能够增提升铝合金的强度和延展性，从而使得回收铝合金的产品价值较低，不利于可持续发展；因此亟需本申请的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种循环利用铝合金的热处理方法，能够提升铝合金的强度和延展性，从而提升回收铝合金的产品价值。
本发明是这样实现的，提供一种循环利用铝合金的热处理方法，所述铝合金回收利用自废旧铝合金窗，所述废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；所述铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至510-520℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至545-555℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至555-565℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至180-190℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。
在一些实施例中，所述废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
在一些实施例中，所述铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
在一些实施例中，所述热轧的加热温度为350-450℃，轧制厚度为10-15mm；所述冷轧的轧制厚度为1-3mm。
在一些实施例中，所述中间退火为将热轧后的铝合板加热至260℃-280℃，保温时间为1-2小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
在一些实施例中，所述铝合金板的规格为1000mmx2000mm或1200mmx2400mm。
在一些实施例中，所述步骤(2)中压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min。
在一些实施例中，所述步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过固溶处理以及时效处理能够使得铝合金板的延展性满足需求的状态下，有效地提升铝合金板的屈服强度和抗拉强度；并且通过机械矫正加工使得铝合金板形状规整，从而提升回收铝合金的产品价值，可用于制造电子设备的外壳。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
该循环利用铝合金的热处理方法，铝合金回收利用自废旧铝合金窗，废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至510℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至545℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至555℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；通过三次固溶处理使得铝合金板中的粗晶环深度较小，晶粒细小均匀，从而获得较高程度的过饱和固溶体，从而使得力学性能显著提升，而现有的单次固溶处理中铝合金的晶粒尺寸粗大，结晶增多，影响综合力学性能。
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至180℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。通过时效处理能够消除铝合金板的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，进一步提升机械性能。
其中，废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
具体的，铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
优选地，热轧的加热温度为350℃，轧制厚度为10mm；冷轧的轧制厚度为1mm。
优选地，中间退火为将热轧后的铝合板加热至260℃℃，保温时间为1小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
具体的，铝合金板的规格为1000mmx2000mm。
其中，步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
实施例2
该循环利用铝合金的热处理方法，铝合金回收利用自废旧铝合金窗，废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至515℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至550℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至560℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；通过三次固溶处理使得铝合金板中的粗晶环深度较小，晶粒细小均匀，从而获得较高程度的过饱和固溶体，从而使得力学性能显著提升，而现有的单次固溶处理中铝合金的晶粒尺寸粗大，结晶增多，影响综合力学性能。
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至185℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。通过时效处理能够消除铝合金板的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，进一步提升机械性能。
其中，废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
具体的，铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
优选地，热轧的加热温度为400℃，轧制厚度为12mm；冷轧的轧制厚度为2mm。
优选地，中间退火为将热轧后的铝合板加热至270℃，保温时间为1.5小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
具体的，铝合金板的规格为1200mmx2400mm。
其中，步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
实施例3
该循环利用铝合金的热处理方法，铝合金回收利用自废旧铝合金窗，废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至520℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至555℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至565℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；通过三次固溶处理使得铝合金板中的粗晶环深度较小，晶粒细小均匀，从而获得较高程度的过饱和固溶体，从而使得力学性能显著提升，而现有的单次固溶处理中铝合金的晶粒尺寸粗大，结晶增多，影响综合力学性能。
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至190℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。通过时效处理能够消除铝合金板的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，进一步提升机械性能。
其中，废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
具体的，铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
优选地，热轧的加热温度为450℃，轧制厚度为15mm；冷轧的轧制厚度为3mm。
优选地，中间退火为将热轧后的铝合板加热至280℃，保温时间为2小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
具体的，铝合金板的规格为1000mmx2000mm。
其中，步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
实施例4
该循环利用铝合金的热处理方法，铝合金回收利用自废旧铝合金窗，废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至510℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至555℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至560℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；通过三次固溶处理使得铝合金板中的粗晶环深度较小，晶粒细小均匀，从而获得较高程度的过饱和固溶体，从而使得力学性能显著提升，而现有的单次固溶处理中铝合金的晶粒尺寸粗大，结晶增多，影响综合力学性能。
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至190℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。通过时效处理能够消除铝合金板的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，进一步提升机械性能。
其中，废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
具体的，铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
优选地，热轧的加热温度为450℃，轧制厚度为15mm；冷轧的轧制厚度为3mm。
优选地，中间退火为将热轧后的铝合板加热至260℃-280℃，保温时间为1-2小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
具体的，铝合金板的规格为1000mmx2000mm。
其中，步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
实验例
采用实施例1-4中所得铝合金板与牌号为6061的铝合金板通过GB/T3880.2-2012《一般工业用铝及铝合金板、带材，第2部分：力学性能》进行检测。
实验结果见下表：
对比以上结果可知，经过本发明热处理后的回收铝合金板相较于现有的6061铝合金在延伸率、抗拉强度和屈服强度均由显著提升，从而提升了回收的铝合金窗的产品价值，可以用于制备电子设备的外壳。
需要说明的是，在热处理过程中通过固溶处理以及时效处理能够使得铝合金板的延展性满足需求的状态下，有效地提升铝合金板的屈服强度和抗拉强度；并且通过机械矫正加工使得铝合金板形状规整。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。
Claims (8)
1.一种循环利用铝合金的热处理方法，所述铝合金回收利用自废旧铝合金窗，其特征在于，所述废旧铝合金窗经过熔炼、铸造、热轧、中间退火、冷轧以及最终切割成铝合金板；所述铝合金板的热处理方法包括以下步骤：
步骤(1)、固溶处理：将铝合金板在固溶炉内经过1.5h内加热至510-520℃，维持50min进行一次固溶；在固溶炉内加热至545-555℃，维持30min进行二次固溶；在固溶炉内加热至555-565℃，维持8min进行三次固溶，其中一次固溶、二次固溶和三次固溶在固溶炉内连续进行；
步骤(2)、机械矫正：将铝合金板从固溶炉中取出常温下冷却至200℃，再转移至压力机内，进行加压矫正，使得矫正后的铝合金板平整；
步骤(3)、时效处理：将铝合金板转移至时效炉内，在40s内加热至180-190℃，料温均匀性≤±3℃，维持5h，再以35℃/h的速率冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述废旧铝合金窗在熔炼前经过清洗、破碎、分选、振筛磁选和烘干步骤。
3.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述铸造过程得到铝合金棒料，铝合金棒料的长度为1m，直径为20cm。
4.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述热轧的加热温度为350-450℃，轧制厚度为10-15mm；所述冷轧的轧制厚度为1-3mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述中间退火为将热轧后的铝合板加热至260℃-280℃，保温时间为1-2小时，冷却速度为30℃/h，冷却至150℃出炉。
6.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述铝合金板的规格为1000mmx2000mm或1200mmx2400mm。
7.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中压力机的矫正部位采用钢制垫板与铝合金板接触，加压矫正过程为压力机对铝合金板施加压强至200MPa，维持2min，然后施加压强至450MPa，维持1min。
8.根据权利要求1所述的循环利用铝合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中经过时效处理的铝合金板用于制造电子设备的外壳。
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