一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法

摘要

本发明公开一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其包含如下步骤：步骤一，对含Er的铝镁合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为550—580℃，保温时间为10—15h；步骤二，将步骤一处理后的铝镁合金铸锭快冷至室温，平均冷却速度大于200℃/h；步骤三，将步骤二处理后的铝镁合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为400—430℃，保温时间为5—10h。其能够析出更多的细小、弥散的第二相，显著细化含Er的铝镁合金铸态晶粒，细化效果在Er含量低于0.2%时依旧可观。

权利要求

1.一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于包含如下步骤：步骤一，对待处理的含Er的铝镁合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为

550—580℃，保温时间为10—15h；

步骤二，将步骤一处理后的铝镁合金铸锭快冷至室温，平均冷却速度大于200℃/h；

步骤三，将步骤二处理后的铝镁合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为400—430℃，保温时间为5—10h。

2.根据权利要求1所述的细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于：所述步骤二中快冷的方式为风冷或水冷。

3.根据权利要求1或2所述的细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于：所述步骤一中均匀化处理的温度和保温时间随Er含量的变化进行调整，随Er含量增加，提高均匀化处理的温度，延长均匀化处理的保温时间。

4.根据权利要求1或2所述的细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于：所述步骤三中热处理的温度和保温时间随Er含量的变化进行调整，随Er含量增加，提高热处理的温度，延长热处理的保温时间。

5.根据权利要求1或2所述的细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于：将所述步骤三处理后的铝镁合金铸锭可直接用于轧制加工。

6.根据权利要求1或2所述的细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其特征在于：将所述步骤三处理后的铝镁合金铸锭炉冷至室温，测定铝镁合金铸锭的晶粒尺寸。

说明书

一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种细化铝合金晶粒的方法，具体涉及一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法。

背景技术

[0002] 现有技术中，含Er的铝镁合金铸锭多采用均匀化热处理来细化铸态晶粒，均匀化处理也对消除枝晶效果显著。但是当Er含量低于0.2%时，Er多是固溶在铝基体中，不能析出Al3Er相，因此，当Er含量低于0.2%时，普通的均匀化处理不具有细化晶粒的效果，只有当Er含量超过0.2%时，均匀化处理才能使晶粒产生细化；均匀化前，晶粒尺寸普遍在300μm以上，均匀化后平均晶粒尺寸为200—250μm。目前，工业生产上评定铝合金产品质量优劣的一个重要指标就是晶粒度。因此，设计一种细化铝合金铸态晶粒的方法具有十分重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其能够析出更多的细小、弥散的第二相，显著细化含Er的铝镁合金铸态晶粒。特别地，这种细化效果在Er含量低于0.2%时依旧可观。

[0004] 本发明所述的一种细化含Er的铝镁合金铸态晶粒的方法，其包含如下步骤：

[0005] 步骤一，对待处理的含Er的铝镁合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为550—580℃，保温时间为10—15h；

[0006] 步骤二，将步骤一处理后的铝镁合金铸锭快冷至室温，平均冷却速度大于200℃/h。本步骤采用快冷方式，冷却速度越快越好，使得处于固溶状态的Er在铝基体局部形成过饱和固溶体；

[0007] 步骤三，将步骤二处理后的铝镁合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为400—430℃，保温时间为5—10h。本步骤能够让快冷后在铝基体局部形成的Er的过饱和固溶体分解并析出细小、弥散的Al3Er相，重新形核并抑制晶粒长大，进而显著细化含Er的铝镁合金铸态晶粒，并且在Er含量低于0.2%时细化效果依旧明显。

[0008] 进一步，所述步骤二中快冷的方式为风冷或水冷。

[0009] 进一步，所述步骤一中均匀化处理的温度和保温时间随Er含量的变化进行调整；当Er含量较高时，适当提高均匀化处理的温度，延长均匀化处理保温时间，当Er含量较低时，适当降低均匀化处理的温度，缩短均匀化处理保温时间。

[0010] 进一步，所述步骤三中热处理的温度和保温时间随Er含量的变化进行调整；当Er含量较高时，适当提高热处理的温度，延长热处理保温时间，当Er含量较低时，适当降低热处理的温度，缩短热处理保温时间。

[0011] 进一步，将所述步骤三处理后的铝镁合金铸锭直接进行轧制，可以避免再对铝镁合金铸锭降温或者升温，减少工序和生产成本。

[0012] 进一步，将所述步骤三处理后的铝镁合金铸锭炉冷至室温，即可更加方便地测定铝镁合金铸锭的晶粒尺寸。

[0013] 本发明的优点是：

[0014] 1、本发明对铝镁合金铸锭进行均匀化处理后，采用快冷冷却至室温，使得处于固溶状态的Er在铝基体局部形成过饱和固溶体，为二次热处理的析出做准备；通过二次热处理，能够让快冷后在铝基体局部形成的Er的过饱和固溶体分解析出细小、弥散的Al3Er相，重新形核并抑制晶粒长大，进而显著细化含Er的铝镁合金铸态晶粒，并且在Er含量低于0.2%时细化效果依旧明显。

[0015] 2、本发明方法对均匀化处理温度和时间进行特定的选择，当温度较低时，铝镁合金铸锭的均匀化作用效果不明显，当温度过高时，铝镁合金铸锭会发生过烧现象，时间过长时，细化晶粒的效果改善不明显，特定的温度和时间的选择，保证了铝镁合金铸锭的组织要求。

[0016] 3、本发明方法对热处理的温度选择，采用400—430℃的处理温度，铝镁合金铸锭在此温度下的晶粒尺寸和冷却至室温的晶粒尺寸基本一致，因此完成热处理后可以直接进入轧制，减少了生产工序和成本。

附图说明

[0017] 图1是实施例1中Er含量为0.2%的5052铝合金的晶粒尺寸示意图，在图1中，a为Er含量为0.2%的5052铝合金热处理前的晶粒尺寸，b为Er含量为0.2%的5052铝合金热处理后的晶粒尺寸；

[0018] 图2是实施例2中Er含量为0.4%的5052铝合金的晶粒尺寸示意图，在图2中，c为Er含量为0.4%的5052铝合金热处理前的晶粒尺寸，d为Er含量为0.4%的5052铝合金热处理后的晶粒尺寸；

[0019] 图3是实施例3中Er含量为0.1%的5052铝合金的晶粒尺寸示意图，在图3中，e为Er含量为0.1%的5052铝合金热处理前的晶粒尺寸，f为Er含量为0.1%的5052铝合金热处理后的晶粒尺寸；

[0020] 图4是对比例1中Er含量为0.2%的铝镁合金的晶粒尺寸示意图，在图4中，g为Er含量为0.2%的铝镁合金均匀化处理前的晶粒尺寸，h为Er含量为0.2%的铝镁合金均匀化处理后的晶粒尺寸；

[0021] 图5是对比例2中Er含量为0.4%的铝镁合金的晶粒尺寸示意图，在图5中，i为Er含量为0.5%的铝镁合金均匀化处理前的晶粒尺寸，j为Er含量为0.2%的铝镁合金均匀化处理后的晶粒尺寸。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

[0023] 实施例1，对待处理的Er含量为0.2%的5052铝合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为565℃，保温时间为12.5h，然后采用风冷或水冷的方式冷却至室温，再对冷却至室温的5052铝合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为415℃，保温时间为7.5h，随后炉冷至室温。参见图1，a中Er含量为0.2%的5052铝合金热处理前的平均晶粒尺寸400μm；b中Er含量为0.2%的5052铝合金热处理后的平均晶粒尺寸为150μm，晶粒细化效果显著。

[0024] 实施例2，对待处理的Er含量为0.4%的5052铝合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为580℃，保温时间为15h，然后采用风冷或水冷的方式冷却至室温，再对冷却至室温的5052铝合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为430℃，保温时间为10h，随后炉冷至室温。参见图2，c中Er含量为0.4%的5052铝合金热处理前的平均晶粒尺寸为250μm；d中Er含量为0.4%的5052铝合金热处理后的平均晶粒尺寸为100μm，晶粒细化效果显著。

[0025] 实施例3，对待处理的Er含量为0.1%的5052铝合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为550℃，保温时间为10h，然后采用风冷或水冷的方式冷却至室温，再对冷却至室温的5052铝合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为400℃，保温时间为5h，随后炉冷至室温。参见图3，e中Er含量为0.1%的5052铝合金热处理前的平均晶粒尺寸为400μm；f中Er含量为0.1%的5052铝合金热处理后的平均晶粒尺寸为200μm，晶粒细化效果显著。

[0026] 实施例4，对待处理的Er含量为0.1%的5052铝合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为550℃，保温时间为10h，然后采用风冷或水冷的方式冷却至室温，再对冷却至室温的5052铝合金铸锭进行热处理，所述热处理的温度为400℃，保温时间为4h，将经热处理后的铝合金铸锭直接进行轧制。

[0027] 对比例1，采用传统的铸锭冶金法，制备含0.2%Er的铝镁合金铸锭，对Er含量为0.2%的铝镁合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为470℃，保温时间为20h。参见图4，g中Er含量为0.2%的铝镁合金均匀化处理前的平均晶粒尺寸为400μm；h中Er含量为
0.2%的铝镁合金均匀化处理后的平均晶粒尺寸为250μm。相同含量的含Er的铝镁合金经实施例1处理后的平均晶粒尺寸为150μm，细化效果更好。

[0028] 对比例2，采用传统的铸锭冶金法，制备含0.4%Er的铝镁合金铸锭，对Er含量为0.4%的铝镁合金铸锭进行均匀化处理，所述均匀化处理的温度为470℃，保温时间为20h。参见图5，i中Er含量为0.4%的铝镁合金均匀化处理前的平均晶粒尺寸为300μm；j中Er含量为
0.4%的铝镁合金均匀化处理后的平均晶粒尺寸为200μm。相同含量的含Er的铝镁合金经实施例2处理后的平均晶粒尺寸为100μm，细化效果更好。

[0029] 本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。