CS245384B1

CS245384B1 - A method of refining pressed blanks from hardenable aluminum alloys

Info

Publication number: CS245384B1
Application number: CS1029483A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Zustak; Karel Plasek
Original assignee: Miroslav Zustak; Karel Plasek
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1986-09-18

Abstract

Řešení se týká způsobu zušlechťování lisovaných polotovarů z vytvrzovatelných hliníkových slitin rozpouštěcím žíháním na teplotě 460 až 540 ®C, ochlazením ve vodě a stárnutím při pokojové nebo ^zvýšené teplotě. Podstatou je, že se polotovary před rozpouštěcím žíháním podrobí chemické úpravě povrchu v lázni louhu sodného o koncentraci 3'až 15 % při teplotě 40 až 80 UC po dobu. 1 až 5 minut, po oplachu ve vodě se ροηοζί do lázně kyseliny dusičné o koncentraci 5 až 20 % po dobu 1 až 10 minut a opět se opláchnou ve vodě. Tímto způsobem se zabrání vzniku puchýřů na povrchu zušlechťovaných polotovarů při rozpouštěcím žíhání ve vzduchových pecích.The solution relates to a method of refining pressed semi-finished products from hardenable aluminum alloys by solution annealing at a temperature of 460 to 540 °C, cooling in water and aging at room or elevated temperature. The essence is that before solution annealing, the semi-finished products are subjected to chemical surface treatment in a sodium hydroxide bath with a concentration of 3 to 15% at a temperature of 40 to 80 °C for a period of 1 to 5 minutes, after rinsing in water, they are immersed in a nitric acid bath with a concentration of 5 to 20% for a period of 1 to 10 minutes and rinsed again in water. In this way, blisters on the surface of the refined semi-finished products are prevented during solution annealing in air furnaces.

Description

Vynález se týká způsobu zušlechtování lisovaných polotovarů z hliníkových slitin. Lisované polotovary z vytvrzovatelných hliníkových slitin se zušlechtují kalením, které sestává z rozpouštěcího žíháni na teplotě 460 až 540 °C po dobu 10 až 300 minut, při kterém se převedou vytvrzující fáze óo tuhého roztoku, z prudkého ochlazení a stárnutí při pokojové nebo zvýšené teplotě.The invention relates to a process for the refining of extruded aluminum alloy blanks. Pressed hardenable aluminum alloy blanks are quenched, consisting of solution annealing at 460 to 540 ° C for 10 to 300 minutes, converting the hardening phases 60 of the solid solution, from quenching and aging at room or elevated temperature.

Rozpouštěcí žíhání se provádí v různých typech pecí, nejčastěji se však používá horizontální solná lázeň a vertikální pec s převalem vzduchu. V poslední době převládá kaleni ve vzduchové vertikální peci, která vykazuje mnoho výhod. Jednou z nich je rychlé zchlazení polotovarů přímo z pece do nádrže s vodou. Tato operace však přináší závažný nedostatek v podobě vlhkosti, která se dostává z vypařující se vody do prostoru pece.The dissolution annealing is carried out in different types of furnaces, but most commonly a horizontal salt bath and a vertical furnace with air overheating are used. Recently, hardening has prevailed in an air vertical furnace, which has many advantages. One of these is the rapid cooling of the blanks directly from the furnace to the water tank. This operation, however, presents a serious drawback in the form of moisture that gets from the evaporating water into the furnace space.

Vlhkost v pecní atmosféře je zdrojem vodíku, který se dostává do žíhaného materiálu a způsobuje na povrchu polotovarů puchýře. Tento nepříznivý jev se projevuje u hliníkových slitin obsahujících měd, hořčík a případně i zinek. Z toho důvodu se pobyt polotovarů v peci zkracuje na nejmenší míru, ale ani to vždy vzniku vady nezamezí. Navíc často neproběhne dokonalé rozpuštění vytvrzujících fází a vykalený materiál vykazuje snížené hodnoty mechanických vlastností. Vznik puchýřů při kalení ve vertikálních vzduchových pecích představuje závažnou příčinu zmetkovitosti.The humidity in the furnace atmosphere is a source of hydrogen, which gets into the annealed material and causes blisters on the surface of the blanks. This unfavorable effect occurs in aluminum alloys containing copper, magnesium and possibly zinc. For this reason, the stay of semi-finished products in the furnace is shortened to a minimum, but even this does not always prevent the occurrence of a defect. In addition, hardening of the curing phases often fails and the hardened material exhibits reduced mechanical properties. Blistering during hardening in vertical air furnaces is a major cause of reject.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem zušlechtování lisovaných polotovarů z vytvrzovatelných hliníkových slitin rozpouštěcím žíháním při teplotě 460 až 540 °C po dobu 10 až 300 minut, prudkým ochlazením ve vodě a stárnutím při pokojové nebo zvýšené teplotě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že polotovary se před rozpouštěcím žíháním podrobí chemické povrchové úpravě, která sestává z ponoření polotovarů do lázně louhu sodného o koncentraci 3 až 15% a teplotě 40 až 80 °C, oplachu ve vodě, ponoření do kyseliny dusičné o koncentraci 5 až 20% a opětného oplachu ve vodě. Doba ponoření v louhu sodném závisí na jeho koncentraci a teplotě a činí 1 až 5 minut. Doba ponoření v kyselině dusičné bývá 1 až 10 minut při teplotě okolí.The above drawbacks are overcome by the method of refining curable aluminum alloy blanks by solution annealing at 460 to 540 ° C for 10 to 300 minutes, quenching in water and aging at room or elevated temperature according to the invention, which consists in the semi-finished products are subjected to a chemical surface treatment prior to solution annealing, consisting of immersion of the semi-finished products in a 3 to 15% sodium hydroxide solution at 40 to 80 ° C, rinsing in water, immersion in 5 to 20% nitric acid and rinsing in the water. The immersion time in sodium hydroxide solution depends on its concentration and temperature and is 1 to 5 minutes. The immersion time in nitric acid is 1 to 10 minutes at ambient temperature.

Když se lisované polotovary z vytvrzovatelných hliníkových slitin s upraveným povrchem podle vynálezu podrobí rozpouštěcímu žíhání ve vertikální vzduchové peci, nevyskytnou se na nich žádné puchýře a tudíž se neznehodnotí. Dobu rozpouštěcího žíhání je pak možno volit podle tloušíky stěny polotovarů, jejich délky a množství tak, aby vždy došlo k dokonalému rozpuštění vytvrzujících fází a polotovary tak vykazovaly nejvyšší možné hodnoty mechanických vlastností. Možnost prodloužení doby rozpouštěcího žíhání vede dále k naprosto rovnoměrným vlastnostem po celé délce polotovarů. Dokonalým převedením vytvrzujících fází do tuhého roztoku se také výrazně zlepšují únavové vlastnosti polotovarů.When the pressurized curable surface-treated aluminum alloy blanks of the present invention are subjected to solution annealing in a vertical air furnace, there will be no blisters and therefore will not be degraded. The solution annealing time can then be chosen according to the wall thickness of the workpieces, their length and quantity so that the hardening phases are always completely dissolved and the workpieces exhibit the highest possible values of mechanical properties. The possibility of extending the solution annealing time further leads to completely uniform properties over the entire length of the blanks. The fatigue properties of the blanks are also significantly improved by perfectly converting the curing phases into a solid solution.

Podle příkladného provedení způsobu zušlechtování podle vynálezu byly polotovary, tj. profilové tyče tvaru L, o tlouštce stěny 10 mm a délce 9,8 m, z hliníkové slitiny obsahující 4,5 % mědi a 1,5 % hořčíku, žíhány při teplotě 490 °C na rozpuštění vytvrzujících fází po dobu 2 hodin ve vzduchové vertikální peci. Před vložením do pece byly podrobeny chemické povrchové úpravě, která sestávala z ponoření profilů do lázně louhu sodného o koncentraci 6% a teplotě 80 °C na dobu 3 minut. Dále se provedl oplach ve vodě, ponoření do lázně kyseliny dusičné o koncentraci 8% při teplotě okolí po dobu 5 minut a opětný oplach ve vodě. Po vysušení profilů proběhlo rozpouštěcí žíhání ve vertikální peci s převalem vzduchu. Zakalené profilové tyče nevykazovaly na svém povrchu žádné puchýře, přičemž mechanické hodnoty byly zcela vyhovující a po celé délce polotovarů naprosto rovnoměrné.According to an exemplary embodiment of the inventive refinement process, the semi-finished products, i.e., L-shaped profile bars, with a wall thickness of 10 mm and a length of 9.8 m, of aluminum alloy containing 4.5% copper and 1.5% magnesium were annealed at 490 °. C to dissolve the curing phases for 2 hours in an air vertical furnace. Before being placed in the furnace, they were subjected to a chemical surface treatment consisting of submerging the profiles in a 6% sodium hydroxide solution at 80 ° C for 3 minutes. Rinsing in water was then carried out, immersed in an 8% nitric acid bath at ambient temperature for 5 minutes and rinsed in water again. After drying the profiles, the solution was annealed in a vertical furnace with air overheating. The turbid profile bars showed no blisters on their surface, while the mechanical values were fully satisfactory and completely uniform over the entire length of the blanks.

Claims

Process for the treatment of extruded curable aluminum alloy blanks by solution annealing at 460 to 540 ° C, cooling in water and aging at room or elevated temperature, characterized in that the blanks are subjected to a chemical treatment of the surface in a 3% sodium hydroxide solution prior to solution annealing 15 to 15% at 40 to 80 ° C for 1 to 5 minutes, after rinsing in water, immerse in a 5 to 20% nitric acid bath for 1 to 10 minutes and rinse again in water.