一種2024鋁合金板材的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2024鋁合金板材在510～530℃淬火，保溫20～40小時(shí)；將淬火后的2024鋁合金板材在-50～-30℃保溫2～10小時(shí)；對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2％～4％的拉伸變形；將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160～180℃保溫5～18小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在鋁合金板材淬火后，首先進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后對(duì)其施加拉伸變形，提高了其力學(xué)性能。并且，通過低溫時(shí)效處理、拉伸變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，控制高溫時(shí)效處理以及低溫時(shí)效處理的溫度，保證了2024鋁合金板材在具有良好力學(xué)性能的同時(shí)，提高了2024鋁合金板材耐腐蝕性。
【專利說明】一種2024鋁合金板材的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種2024鋁合金板材的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是以鋁為基的合金總稱，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素 有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成 各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用。
[0003] 鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類：鑄造鋁合金按化學(xué) 成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，鑄造鋁合金在鑄態(tài)下 使用。變形鋁合金能承受壓力加工，可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材，主要用于制造航 空器材、建筑用門窗等。形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁 合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能，只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng) 化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以 通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金 等。
[0004] 2024鋁合金屬Al-Cu-Mg系鋁合金，是一種高強(qiáng)度硬鋁，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，在淬 火和剛淬火狀態(tài)下塑性中等，點(diǎn)焊焊接良好，用氣焊時(shí)有形成晶間裂紋的傾向，合金在淬火 和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低，但是其耐腐蝕性不高。2024鋁合金主 要用于制作各種高負(fù)荷的零件和構(gòu)件，如飛機(jī)上的骨架零件，蒙皮，隔框，翼肋，翼梁，鉚釘 等150°C以下工作零件。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?00710072139. 7的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種航空用鋁合金預(yù)拉伸板材 及其生產(chǎn)方法，包括步驟：將鋁合金毛料在468°C?472°C的條件下進(jìn)行淬火，在淬火后的 4?6小時(shí)內(nèi)用拉伸機(jī)對(duì)毛料按照拉伸量為1. 5?3. 0%的參數(shù)進(jìn)行預(yù)拉伸，并在溫度為 115°C?125°C，保溫時(shí)間為14?18小時(shí)的條件下對(duì)于拉伸后的毛料進(jìn)行時(shí)效處理。該專 利解決的問題是板材在淬火的急速冷卻過程中，板材的表面層與板材的中心層的冷卻速度 不一致，而使板材表面和中心產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而產(chǎn)生加工變形的問題。然而，該專利公開 的方法不能提高2024鋁合金的耐腐蝕性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種2024鋁合金板材的加工方法，該方法提高 了 2024鋁合金板材的耐腐蝕性。
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟a)將2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時(shí)；
[0009] 步驟b)將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C保溫2?10小時(shí)；
[0010] 步驟c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形；
[0011] 步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時(shí)。
[0012] 優(yōu)選的，所述淬火的溫度為510°C?518°C。
[0013] 優(yōu)選的，所述淬火的溫度為515°C。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟a)的保溫時(shí)間為30?35小時(shí)。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟b)為：
[0016] 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時(shí)。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟b)為：
[0018] 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-35°C保溫7?8小時(shí)。
[0019] 優(yōu)選的，對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形。
[0020] 優(yōu)選的，對(duì)所述2024鋁合金施加拉伸變形是在室溫條件下進(jìn)行的。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟d)為：
[0022] 將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時(shí)。
[0023] 優(yōu)選的，所述2024錯(cuò)合金板材的厚度為15mm?20mm。
[0024] 本發(fā)明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2024鋁合金板 材在510?530°C淬火，保溫20?40小時(shí)；將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C 保溫2?10小時(shí)；對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形；將拉伸變 形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在鋁 合金板材淬火后，首先進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后對(duì)其施加拉伸變形，提高了其力學(xué)性能。并 且，通過低溫時(shí)效處理、拉伸變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，控制高溫時(shí)效處理以及低溫 時(shí)效處理的溫度，保證了 2024鋁合金板材在具有良好力學(xué)性能的同時(shí)，提高了 2024鋁合金 板材耐腐蝕性。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：步驟a)將 2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時(shí)；步驟b)將淬火后的2024鋁合金 板材在-50?_30°C保溫2?10小時(shí)；步驟c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%? 4%的拉伸變形；步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小 時(shí)。
[0027] 本發(fā)明將鋁合金板材淬火后，對(duì)其進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后施加拉伸變形，并且進(jìn) 行高溫時(shí)效處理。通過低溫時(shí)效處理、拉伸變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，并且分別對(duì)拉 伸變形量以及時(shí)效處理的溫度、時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了 2024鋁合金板材具有良好力學(xué)性能 的同時(shí)，提高了其耐腐蝕性。
[0028] 按照本發(fā)明，所述2024鋁合金板材的成分包括：<0.5wt% (重量百分比）的Si、 < 0· 5wt% 的 Fe、3. 8wt%?4. 9wt% 的 Cu、0. 3wt%?0· 9wt% 的 Μη、I. 2wt%?I. 8wt% 的 Mg、< 0· lwt% 的 Cr、< 0· 25wt% 的 Zn、< 0· 15wt% 的 Ti、余量的 Al。
[0029] 按照本發(fā)明，將2024鋁合金鑄成鋁合金鑄錠后，乳制所述鋁合金鑄錠形成鋁合金 板材，所述軋制包括一次或多次熱軋，和在一次熱軋之后的冷軋、或在多次熱軋之間的冷軋 或多次熱軋之后的冷軋。對(duì)于熱軋溫度，優(yōu)選為450°C?500°C，優(yōu)選為460?480°C。按照 本發(fā)明，所述2024錯(cuò)合金板材的厚度優(yōu)選為16mm?19mm，更優(yōu)選的，所述2024錯(cuò)合金板材 的厚度優(yōu)選為17mm?18mm。
[0030] 軋制2024鋁合金得到鋁合金板材后，對(duì)鋁合金板材進(jìn)行淬火處理。對(duì)于淬火溫 度，優(yōu)選為510°C?518°C，更優(yōu)選為515°C。所述淬火的保溫時(shí)間優(yōu)選為30?35小時(shí)，更 優(yōu)選為32小時(shí)。保溫后，對(duì)于淬火的冷卻方法，本發(fā)明無特別限制，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人 員熟知的方法，例如油冷或水冷。
[0031] 淬火后，對(duì)淬火后的鋁合金板材進(jìn)行低溫時(shí)效處理。所述步驟b)優(yōu)選為將淬火后 的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時(shí)；更優(yōu)選的，將淬火后的2024鋁合金板 材在-40?-35°C保溫7?8小時(shí)。
[0032] 步驟b)完成后，為了進(jìn)一步提高2024鋁合金板材最終的強(qiáng)度以及提高鋁合金的 耐腐蝕性能，對(duì)鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形，更優(yōu)選的，對(duì)淬火后 的鋁合金在厚度方向上施加3%的拉伸變形。對(duì)于施加拉伸變形的溫度，優(yōu)選在室溫下進(jìn) 行。即保持鋁合金板的溫度在室溫，然后對(duì)其在厚度方向上施加拉伸變形。對(duì)于施加拉伸 變形的方法和設(shè)備，本發(fā)明無特別的限制，優(yōu)選在軋機(jī)上進(jìn)行。
[0033] 然后，進(jìn)一步對(duì)拉伸變形后的2024鋁合金板材進(jìn)行時(shí)效處理。所述步驟d)優(yōu)選 為將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時(shí)，更優(yōu)選的將拉伸變 形后的2024鋁合金板材在165°C保溫12小時(shí)。
[0034] 本發(fā)明通過低溫時(shí)效處理與拉伸變形處理、高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，并且控制高 溫時(shí)效處理以及低溫時(shí)效處理的溫度，以及拉伸變形量，保證了 2024鋁合金板材在具有較 高的硬度的同時(shí)，其晶間腐蝕減少，提高了 2024鋁合金板材耐腐蝕性。
[0035] 本發(fā)明所述時(shí)效處理是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的將冷變形后的鋁合金加熱或降 溫至一定溫度進(jìn)行保溫的工序。
[0036] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說 明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] a)取厚度為15mm的2024錯(cuò)合金板材，將所述錯(cuò)合金板材淬火，淬火時(shí)的溫度為 515°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)，冷卻方式為水冷；
[0039] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_35°C保溫8小時(shí)；
[0040] c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形；
[0041] d)對(duì)拉伸變形后的鋁合金板材高溫時(shí)效處理，高溫時(shí)效處理時(shí)的溫度為170°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] a)取厚度為15mm的2024錯(cuò)合金板材，將所述錯(cuò)合金板材淬火，淬火時(shí)的溫度為 515°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)，冷卻方式為水冷；
[0044] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_40°C保溫5小時(shí)；
[0045] c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形；
[0046] d)對(duì)拉伸變形后的鋁合金板材高溫時(shí)效處理，高溫時(shí)效處理時(shí)的溫度為160°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] a)取厚度為15mm的2024鋁合金板材，將所述鋁合金板材淬火，淬火時(shí)的溫度為 515°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)，冷卻方式為水冷；
[0049] b)將淬火后的2024鋁合金板材在-30°C保溫8小時(shí)；
[0050] c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%的拉伸變形；
[0051] d)對(duì)拉伸變形后的鋁合金板材高溫時(shí)效處理，高溫時(shí)效處理時(shí)的溫度為160°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] a)取厚度為15mm的2024錯(cuò)合金板材,將所述錯(cuò)合金板材淬火,淬火時(shí)的溫度為 515°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)，冷卻方式為水冷；
[0054] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_40°C保溫8小時(shí)；
[0055] c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加4%的拉伸變形；
[0056] d)對(duì)拉伸變形后的鋁合金板材高溫時(shí)效處理，高溫時(shí)效處理時(shí)的溫度為180°C， 保溫時(shí)間為5小時(shí)。
[0057] 分別將未經(jīng)加工的2024鋁合金試樣以及實(shí)施例1?4時(shí)效處理后的2024鋁合金 試樣放入10% NaOH和5% HCl溶液中，在室溫腐蝕100小時(shí)，腐蝕失重結(jié)果如表1所示。
[0058] 表1實(shí)施例的鋁合金板材的腐蝕失重結(jié)果
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種2024鋁合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟a)將2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時(shí)； 步驟b)將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C保溫2?10小時(shí)； 步驟c)對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形； 步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的溫度為510°C?518°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的溫度為515°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟a)的保溫時(shí)間為30?35 小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟b)為： 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步驟b)為： 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-35°C保溫7?8小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，對(duì)2024鋁合金板材在厚度方向上施 加3%的拉伸變形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，對(duì)所述2024鋁合金施加拉伸變形是 在室溫條件下進(jìn)行的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟d)為： 將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時(shí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述2024鋁合金板材的厚度為 15mm ?20mm〇
【文檔編號(hào)】C22F1/057GK104372269SQ201410576599
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳帆 申請(qǐng)人:陳帆