本發明專利技術是一種Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金板材多級蠕變時效成形方法。本發明專利技術的關鍵在于采取一種合理的固溶-淬火-預處理-多級蠕變時效制度，適用于2mm~30mm厚的板材，其內容如下：采用470-485℃固溶30min~120min后水淬，淬火后板材進行0-10%的預變形處理，隨后進行120℃蠕變時效保溫24h，蠕變回歸溫度采用150-170℃，回歸保溫20-240min，蠕變再時效采用120℃保溫24h。蠕變應力采用100-150Mpa。成形彎曲半徑800mm-5000mm。利用本發明專利技術處理Al-Zn-Mg-Cu系合金，可以有效調控合金蠕變時效強化相，提高合金板材的力學性能，提高合金蠕變成形性，降低合金板材殘余應力，提高合金耐剝落腐蝕性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于有色金屬材料加工工程
技術介紹
Al-Zn-Mg-Cu系合金屬時效可強化鋁合金，具有低密度、高強度、抗疲勞裂紋擴展性強等諸多優點，廣泛用作航空航天的壁板、蒙皮類構件材料。為了滿足成形Al-Zn-Mg-Cu 系鋁合金整體壁板，近年來提出了蠕變時效成形技術。蠕變時效成形方法適用于可時效強化型合金的整體帶筋和變厚度復雜外形和結構的整體壁板構件的成形，具有成形應力低、 殘余應力少、尺寸精度高，制造周期短等優點。研究表明，Al-Zn-Mg-Cu系合金的主要強化相為相，采用常規時效處理，如T6時效制度，可以獲得較高的強度，但是合金耐剝落腐蝕性較低。一些雙級時效制度，如T74、T76等制度可以獲得良好的韌性和耐蝕性。但在成形過程中存在殘余應力較高，生產周期長等缺點。采用回歸再時效處理，可以獲得晶內析出彌散析出相，晶界析出相不連續的組織，在實際生產中得到了應用。但是在后續加工過程中存在加工殘余應力較高，成形困難的問題。因此急需一種適用于Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金板材多級蠕變時效成形方法，以期獲得良好的形/性協同發展。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種新型的Al-Zn-Mg-Cu系合金板材多級蠕變時效成形方法，該方法的目的在于通過調控Al-Zn-Mg-Cu系合金的主要強化相η'在蠕變時效過程中析出尺寸、密度，合金晶界析出相尺寸，提高Al-Zn-Mg-Cu系合金的力學性能、耐蝕性。本專利技術的目的通過以下方法實現。，對Al-Zn-Mg-Cu系合金板材進行熱處理時，包括以下步驟，首先對板材進行固溶，然后進行淬火，再將板材置于彎曲半徑為800mnT5000mm的成形模具中并固定，然后對板材進行第一次蠕變時效，隨后保溫，然后進行蠕變回歸，隨后保溫，再進行第二次蠕變時效，隨后保溫，最后從模具中卸載板材。所述的方法，所述的固溶溫度為470-485°C，時間為30mirTl20min。所述的方法，所述的第一次蠕變時效的溫度為120°C，隨后保溫時間為24小時。所述的方法，所述的蠕變回歸的溫度為150_170°C，保溫時間為20-240分鐘。所述的方法，所述的第二次蠕變時效的溫度為120°C，隨后保溫時間為24小時。所述的方法，蠕變時所施加的應力為100_150Mpa。所述的方法，在對板材淬火后，再對板材進行預變形處理，然后將板材固定于成形模具中進行第一次蠕變時效。所述的方法，所述的預變形處理為對板材在水平的板材延伸方向上進行預拉伸處理或者對鋁合金板材在豎直的厚度方向上進行預壓縮處理，對板材在水平方向上的預拉伸處理或者在豎直方向上的預壓縮處理的變形量分別為水平總長度的1-8%或豎直總厚度的 1-8%。所述的方法，所述的板材成形彎曲半徑為800mm-5000mm。所述的方法，板材厚度為2mnT30mm。本專利技術在熱處理中有以下考慮通過合金固溶-淬火后和蠕變時效前的預處理， 在合金中獲得大量的位錯及位錯組態，使得主要強化相析出彌散。回歸處理中，由于外加蠕變應力的存在，合金處于一種高能量狀態，析出相溶解迅速，致使合金在再時效過程中主要強化相更加彌散析出，晶界析出相不連續。有效的提高了合金板材的力學性能以及耐蝕性。本專利技術優點在于Al-Zn-Mg-Cu系合金板材固溶-淬火后,對其進行少量的預變形， 調控析出相析出行為，提高合金的力學性能以及耐蝕性。該方法方法操作簡便，效果顯著， 相比經過時效處理后加工板材，有利于成形/成性同時進行，節約成本，減少了生產周期。 工業生產中具有實際應用價值。本專利技術所指鋁合金可采用不同的方法制備所需材料和(或)部件。蠕變時效采用中國專利201110209737. O :一種金屬蠕變成形模具，在此模具上進行實驗。室溫拉伸實驗按照國標GB/T228-2002制成標準拉伸試樣，拉伸實驗在CSS-44100萬能材料力學拉伸機上進行，拉伸速度為2mm/min。耐蝕性實驗按照GBT22639-2008鋁合金加工產品的剝落腐蝕試驗方法制取試樣并進行實驗。本專利技術殘余應力測試采用鉆孔應變釋放法，按照CB3395-1992 測量板材的殘余應力。下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。附圖說明圖I為本專利技術處理樣品流程圖2為經不同處理后合金TEM明場像照片，(a)、(b)為未經本專利技術處理晶內和晶界析出相；(C)、(d)為經過本專利技術處理晶內與晶界析出相；圖3為經不同處理合金不同取向SEM斷口形貌，(a)未經本專利技術處理沿軋向(b)未經本專利技術處理垂直于軋向；(C)經本專利技術處理沿軋向；(d)經本專利技術處理垂直于軋向；圖4為經不同處理合金不同取向剝落腐蝕形貌，(a)、(c) (e)未經本專利技術處理； (b)、(d)、(f)經本專利技術處理;圖5為本專利技術固定板材及卸載板材的處理示意圖。具體實施方式以下結合實施例旨在進一步說明本專利技術，而非限制本專利技術。各實施例中室溫拉伸試驗采用GB/T228-2002，分別沿板材軋向、橫向割取樣品進行本專利技術要求處理，隨后進行力學性能測試。耐蝕性實驗按照GBT22639-2008鋁合金加工產品的剝落腐蝕試驗方法制取試樣并進行實驗。本專利技術各實施例合金為Al-6. 2Zn-2. 4Mg_2. 3Cu_0. IZr合金。實施例IA 2mm厚板材采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，蠕變預時效溫度選取120°C，蠕變時間為24h，回歸溫度150°C，回歸時間180min，再時效120°C /24h。蠕變應力為lOOMPa。成形預彎曲半徑為1500_。實施例2B 1Omm厚板材采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，淬火后板材進行2%的預拉伸處理，蠕變預時效溫度選取120°C，蠕變時間為24h，回歸溫度150°C，回歸時間240min，再時效120°C /24h。蠕變應力為150MPa。成形預彎曲半徑為1000mm。實施例3C20mm厚板采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，淬火后板材進行4%的預壓縮處理，蠕變預時效溫度選取120°C，蠕變時間為24h，回歸溫度150°C，回歸時間180min，再時效1200C /24h。蠕變應力為120MPa。成形預彎曲半徑為1300mm。對比實施例4D 2mm厚板采用475 °C空氣爐固溶60min后水淬，常規預時效溫度選取120。。/24h，回歸 150。。/180min，再時效 120。。/24h。對比實施例5E 1Omm厚板采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，淬火后板材進行2%的預拉伸處理，常規預時效選取120°C /24h，回歸150°C /240min，再時效120°C /24h。對比實施例6F 20mm厚板采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，淬火后板材進行4%的預壓縮處理，常規預時效選取120°C 24h，回歸150°C /240min，再時效120°C /24h。對比實施例7G 4mm厚板采用475°C空氣爐固溶60min后水淬，時效選取120°C 24h。表一使用本專利技術實施例中合金的抗拉強度、屈服強度、延伸率、剝落腐蝕等級、實際成形彎曲半徑以及殘余應力本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種Al?Zn?Mg?Cu系鋁合金板材多級蠕變時效成形方法，其特征在于，對Al?Zn?Mg?Cu系合金板材進行熱處理時，包括以下步驟，首先對板材進行固溶，然后進行淬火，再將板材置于彎曲半徑為800mm~5000mm的成形模具中并固定，然后對板材進行第一次蠕變時效，隨后保溫，然后進行蠕變回歸，隨后保溫，再進行第二次蠕變時效，隨后保溫，最后從模具中卸載板材。
【技術特征摘要】
1.一種Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金板材多級蠕變時效成形方法，其特征在于，對Al-Zn-Mg-Cu系合金板材進行熱處理時,包括以下步驟,首先對板材進行固溶，然后進行淬火，再將板材置于彎曲半徑為800mnT5000mm的成形模具中并固定，然后對板材進行第一次蠕變時效，隨后保溫，然后進行蠕變回歸，隨后保溫，再進行第二次蠕變時效，隨后保溫，最后從1吳具中卸載板材。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的固溶溫度為470-485°C，時間為30min 120mino3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的第一次蠕變時效的溫度為120°C，隨后保溫時間為24小時。4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的蠕變回歸的溫度為150-170°C，保溫時間為20-240分鐘。5.根據權利要求I所述的方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧運來，張新明，楊金龍，葉凌英，王宇，尹喜生，胡珊珊，劉勝膽，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。