一種2124鋁合金板材的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種2124鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2124鋁合金板材在510～530℃淬火，保溫2～50小時(shí)；將淬火后的2124鋁合金板材在-60～-50℃保溫3～10小時(shí)；對2124鋁合金板材在厚度方向上施加4％～6％的壓縮變形；將壓縮變形后的2124鋁合金板材在200～300℃保溫5～20小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將鋁合金板材淬火后，對其進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后施加壓縮變形，并且進(jìn)行高溫時(shí)效處理。通過低溫時(shí)效處理、壓縮變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，并且分別對壓縮變形量以及時(shí)效處理的溫度、時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了2124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。
【專利說明】-種2124鋁合金板材的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種2124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] 2124為鋁-銅-鎂系合金中的典型硬鋁合金，其強(qiáng)度高，有一定的耐熱性，可用作 150°C以下的工作零件。在溫度高于125°C，2124鋁合金的強(qiáng)度比7075鋁合金還高，其熱狀 態(tài)、退火和新淬火狀態(tài)下成形機(jī)能都比較好，廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、卡車輪轂、螺旋槳元 件及其他種種結(jié)構(gòu)件，但是，2124鋁合金的耐腐蝕性較差。
[0005] 申請?zhí)枮?00710072139. 7的中國專利文獻(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2124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2124鋁合金板材的加工方法，該方法提高 了 2124鋁合金板材的耐腐蝕性。
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種2124鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟a)將2124鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫2?50小時(shí)；
[0009] 步驟b)將淬火后的2124鋁合金板材在-60?-50°C保溫3?10小時(shí)；
[0010] 步驟c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加4%?6%的壓縮變形；
[0011] 步驟d)將壓縮變形后的2124鋁合金板材在200?300°C保溫5?20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6?10小時(shí)。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟b)為：
[0016] 將淬火后的2124鋁合金板材在-60?-55°C保溫5?10小時(shí)。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟b)為：
[0018] 將淬火后的2124鋁合金板材在-58?-55°C保溫6?8小時(shí)。
[0019] 優(yōu)選的，對2124鋁合金板材在厚度方向上施加5%的壓縮變形。
[0020] 優(yōu)選的，對所述2124鋁合金施加壓縮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] 將壓縮變形后的2124鋁合金板材在260?300°C保溫8?20小時(shí)。
[0023] 優(yōu)選的，所述2124錯(cuò)合金板材的厚度為IOmm?12mm。
[0024] 本發(fā)明提供了一種2124鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2124鋁合金板 材在510?530°C淬火，保溫2?50小時(shí)；將淬火后的2124鋁合金板材在-60?-50°C保 溫3?10小時(shí)；對2124鋁合金板材在厚度方向上施加4%?6%的壓縮變形；將壓縮變形 后的2124鋁合金板材在200?300°C保溫5?20小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將鋁合金 板材淬火后，對其進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后施加壓縮變形，并且進(jìn)行高溫時(shí)效處理。通過低 溫時(shí)效處理、壓縮變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，并且分別對壓縮變形量以及時(shí)效處理 的溫度、時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了 2124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。

【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2124鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：步驟a)將 2124鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫2?50小時(shí)；步驟b)將淬火后的2124鋁合金板 材在-60?-50°C保溫3?10小時(shí)；步驟c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加4%? 6%的壓縮變形；步驟d)將壓縮變形后的2124鋁合金板材在200?300°C保溫5?20小 時(shí)。
[0027] 本發(fā)明將鋁合金板材淬火后，對其進(jìn)行低溫時(shí)效處理，然后施加壓縮變形，并且進(jìn) 行高溫時(shí)效處理。通過低溫時(shí)效處理、壓縮變形以及高溫時(shí)效處理結(jié)合使用，并且分別對壓 縮變形量以及時(shí)效處理的溫度、時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了 2124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2124鋁合金板材的成分包括：彡0.2#% (重量百分比）的Si、 < 0· 3wt% 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2124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。對于熱軋溫度，優(yōu)選為400°C?500°C，優(yōu)選為410?450°C。按照 本發(fā)明，所述2124錯(cuò)合金板材的厚度優(yōu)選為IOmm?12mm，更優(yōu)選的，所述2124錯(cuò)合金板材 的厚度優(yōu)選為IOmm?11mm。
[0030] 軋制2124鋁合金得到鋁合金板材后，對鋁合金板材進(jìn)行淬火處理。對于淬火溫 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6?10小時(shí)，更優(yōu) 選為8小時(shí)。保溫后，對于淬火的冷卻方法，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2124鋁合金板材在-60?-55°C保溫5?10小時(shí)；更優(yōu)選的，將淬火后的2124鋁合金 板材在-58?-55°C保溫6?8小時(shí)。
[0032] 步驟b)完成后，為了進(jìn)一步提高2124鋁合金板材最終的強(qiáng)度，對鋁合金板材在厚 度方向上施加4 %?6 %的壓縮變形，更優(yōu)選的，對淬火后的鋁合金在厚度方向上施加5 % 的壓縮變形。對于施加壓縮變形的溫度，優(yōu)選在室溫下進(jìn)行。即保持鋁合金板的溫度在室 溫，然后對其在厚度方向上施加壓縮變形。對于施加壓縮變形的方法和設(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)一步對壓縮變形后的2124鋁合金板材進(jìn)行時(shí)效處理。所述步驟d)優(yōu)選 為將壓縮變形后的2124鋁合金板材在260?300°C保溫8?20小時(shí)，更優(yōu)選的，將壓縮變 形后的2124鋁合金板材在260?280°C保溫10?15小時(shí)。
[0034] 本發(fā)明通過低溫時(shí)效處理與壓縮變形處理、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，保證了 2124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 2124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12mm的2124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2124鋁合金板材在-60°C保溫8小時(shí)；
[0040]c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加5 %的壓縮變形；
[0041] d)對壓縮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270°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] a)取厚度為12mm的2124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2124鋁合金板材在-55°C保溫10小時(shí)；
[0045] c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加5 %的壓縮變形；
[0046] d)對壓縮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300°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] a)取厚度為12mm的2124鋁合金板材，將所述鋁合金板材淬火，淬火時(shí)的溫度為 530°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2124鋁合金板材在-58°C保溫3小時(shí)；
[0050] c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加5 %的壓縮變形；
[0051] d)對壓縮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300°C， 保溫時(shí)間為10小時(shí)。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] a)取厚度為12mm的2124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 510°C，保溫時(shí)間為40小時(shí)，冷卻方式為水冷；
[0054] b)將淬火后的2124鋁合金板材在-55°C保溫10小時(shí)；
[0055] c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加5 %的壓縮變形；
[0056] d)對壓縮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200°C， 保溫時(shí)間為5小時(shí)。
[0057] 分別將未經(jīng)加工的2124鋁合金試樣以及實(shí)施例1?4時(shí)效處理后的2124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2124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2124鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫2?50小時(shí)； 步驟b)將淬火后的2124鋁合金板材在-60?-50°C保溫3?10小時(shí)； 步驟c)對2124鋁合金板材在厚度方向上施加4%?6%的壓縮變形； 步驟d)將壓縮變形后的2124鋁合金板材在200?300°C保溫5?20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6?10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2124鋁合金板材在-60?-55°C保溫5?10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2124鋁合金板材在-58?-55°C保溫6?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2124鋁合金板材在厚度方向上施 加5 %的壓縮變形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，對所述2124鋁合金施加壓縮變形是 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： 將壓縮變形后的2124鋁合金板材在260?300°C保溫8?20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2124鋁合金板材的厚度為 10mm ?12mm。
【文檔編號】C22F1/057GK104357774SQ201410578247
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳帆 申請人:陳帆