專利名稱：一種提高超硬鋁合金塑性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種合金的熱加工方法。
背景技術(shù)：
超硬鋁合金具有高強(qiáng)度、低密度及良好的熱加工性能等優(yōu)點，是航空航天領(lǐng)域首選的結(jié)構(gòu)材料，也是目前世界各國結(jié)構(gòu)材料開發(fā)的熱點之一。但該鋁合金的不足之處是脆性大，塑性差。因此提高超硬鋁合金的塑性具有重要的實際意義。目前，提高超硬鋁合金塑性的方法主要是合金成分的優(yōu)化、變質(zhì)處理及由固溶處理、時效、溫軋和再結(jié)晶退火等工序組成的熱處理。采用成分的優(yōu)化和變質(zhì)處理方法來提高鋁合金的塑性，易于在工業(yè)中應(yīng)用，但其效果有限。采用上述熱處理工藝方法可獲得優(yōu)異超塑性，但不足之處是工藝時間長，能耗高，且對熱處理工藝參數(shù)要求嚴(yán)格。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、工藝簡單、可有效提高超硬鋁合金塑性的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
I、固溶處理將超硬合金法如熱處理爐中加熱到465 475°C，保溫60 lOOmin，出爐水冷。2、高壓處理將上述經(jīng)過固溶處理的超硬合金放在六面頂壓機(jī)上，壓力為2 4GPa，加熱到470 480°C，保溫5 15min，斷電保壓自然冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為I. 5 2. 5L/min。3.熱處理將上述經(jīng)過高壓處理的超硬合金再次放入熱處理爐中加熱到90 100°C，保溫300 600min，出爐空冷至室溫。所述的超硬鋁合金，其化學(xué)成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%為鋅5. 5% 7. 0%、銅I. 4%
2.2%、鎂2. O 2. 5%、錳O. 2 O. 5%、鉻O. I 2. 0%、雜質(zhì)O O. 05%、其余量為鋁Al。本發(fā)明所采用的固溶處理，可使超硬鋁合金獲得過飽和度的固溶體。通過高壓處理，一方面，消除超硬鋁合金組織中的顯微空洞；另一方面，能使超硬鋁合金通過在高壓力下的動態(tài)再結(jié)晶獲得較細(xì)的組織結(jié)構(gòu)。隨后的熱處理，可以消除由高壓處理所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以保證超硬鋁合金的塑變。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點工藝簡單，易于操控，質(zhì)量穩(wěn)定，在不改變材料的原始成分基礎(chǔ)上，可有效提高超硬鋁合金的塑性，經(jīng)過本發(fā)明方法處理的超硬合金的塑性交未經(jīng)過處理的提高30%左右、交經(jīng)過一般熱處理的提高22%左右，并適合于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實施例方式 實施例I
將超硬鋁合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wt%)為Al 89.87%，Cu I. 46%, Mg 2.34 %，Zn5.67%,Mn O. 46%, Cr O. 16%，雜質(zhì)O. 04%，放在KLX-12B型箱式電阻爐中進(jìn)行固溶處理，加熱溫度為470°C，保溫時間為60min，出爐水冷。然后將上述固溶處理后的合金放在CS-I IB型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為2GPa，加熱溫度為475°C，保溫時間為15min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為2L/min。最后對上述經(jīng)過高壓處理的合金再次放入電阻爐，加熱溫度為100°C，保溫時間300min，出爐空冷至室溫。其塑性的測試結(jié)果見表I。實施例2
將超硬鋁合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%)為Al 89.19%，Cu 2.2%，Mg 2. 02 %，Zn
6.23%,Mn O. 23%，Cr O. 11%，雜質(zhì)O. 02%，放在KLX-12B型箱式電阻爐中進(jìn)行固溶處 理，加熱溫度為465°C，保溫時間為80min，出爐水冷。然后將上述固溶處理后的合金放在CS-I IB型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為3GPa，加熱溫度為480°C，保溫時間為5min，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1.5L/min。最后對上述經(jīng)過高壓處理的合金再次放入電阻爐，加熱溫度為90°C，保溫時間600min，出爐空冷至室溫。其塑性的測試結(jié)果見表I。實施例3
將超硬鋁合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%)為Al 88.35%，Cul. 85%, Mg 2.46 %，Zn
6.78%,Mn O. 33%，Cr O. 18%，雜質(zhì)O. 05%，放在KLX-12B型箱式電阻爐中進(jìn)行固溶處理，加熱溫度為475°C，保溫時間為lOOmin，出爐水冷。然后將上述固溶處理后的合金放在CS- I I B型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓處理，壓力為4GPa，加熱溫度為470°C，保溫時間為lOmin，斷電保壓冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為2. 5L/min。最后對上述經(jīng)過高壓處理的合金再次放入電阻爐，加熱溫度為95°C，保溫時間450min，出爐空冷至室溫。其塑性的測試結(jié)果見表I。
表I不同狀態(tài)下超硬鋁合金的塑性測試結(jié)果
試樣相1壓=率較實施例前提高/% 較熱處理提高/%__Ec / %___
實施例前39.24__/__/_
熱處理41.87/
實施例 I50.2328.01%19.97%
實施例 251.1430.33%22.14%
實施例 350jSI28.98%20.87%
注熱處理工藝為加熱475°C保溫120min水冷后，再經(jīng)120°C保溫時間24h。
權(quán)利要求
1.一種提高超硬鋁合金塑性的方法，其特征在于 (1)將超硬合金放入熱處理爐中加熱到465 475°C，保溫60 lOOmin，出爐水冷； (2)將上述經(jīng)過固溶處理的超硬合金放在六面頂壓機(jī)上，壓力為2 4GPa，加熱到470 480°C，保溫5 15min，斷電保壓自然冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為L 5 2. 5L/min ； (3)將上述經(jīng)過高壓處理的超硬合金再次放入熱處理爐中加熱到90 100°C，保溫300 600min，出爐空冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高超硬鋁合金塑性的方法，其特征在于所述的超硬鋁合金，其化學(xué)成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)wt%為鋅5. 5% 7. 0%、銅I. 4% 2. 2%、鎂2. O 2. 5%、錳O. 2 O. 5%、鉻O. I 2. 0%、雜質(zhì)O O. 05%、其余量為鋁。
全文摘要
一種提高超硬鋁合金塑性的方法，主要是將超硬鋁合金放入熱處理爐中加熱至465～475℃，保溫時間為60～100min，出爐水冷，將上述經(jīng)過處理合金在2～3GPa壓力下加熱到470～480℃，保溫5～15min后，斷電保壓自然冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為1.5～2.5L/min；再將上述經(jīng)過高壓處理的合金加熱到90～100℃，保溫300～600min，出爐空冷至室溫。本發(fā)明具有方法簡單、操作方便、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，經(jīng)本發(fā)明處理后超硬鋁合金的塑性有較大幅度的提高。
文檔編號C22C21/10GK102877012SQ201210336980
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者張瑞軍, 黃浩, 劉建華 申請人:燕山大學(xué)