一种2系铝合金热处理工艺

摘要

本发明属于铝合金制备领域领域，涉及一种2系铝合金热处理工艺，包括以下步骤：铝合金按照如下质量百分比配料：Cu：4.55‑4.65、Si：≤0.25、Mg：1.55‑1.65、Zn≤0.20、Mn：0.50‑0.70、Ti≤0.12、Ni≤0.10、Fe≤0.35、Fe+Ni≤0.35、余量为Al；将配置好的铝合金进行熔炼，去气去渣彻底，并铸造出成分、组织合格的铝合金铸锭；将铝合金铸锭以9/1的挤压比进行挤压，得到铝合金型材；将铝合金型材进行分级固溶，第一级固溶先自由升温至460℃保温1.5h，第二级固溶将温度升至505℃并保温1h，固溶后进行淬火；将淬火处理后的铝合金型材分别进行预时效处理，后进行回归处理，最后进行再时效处理，本发明采用双级固溶以及回归再时效处理，提高了合金力学性能，同时提高了合金的抗腐蚀性能。

权利要求

1.一种2系铝合金热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：A、配料：铝合金按照如下质量百分比配料：Cu：4.55-4.65、Si：≤0.25、Mg：1.55-1.65、Zn≤0.20、Mn：0.50-0.70、Ti≤0.12、Ni≤0.10、Fe≤0.35、Fe+Ni≤0.35、余量为Al；

B、熔炼：将配置好的铝合金进行熔炼，去气去渣彻底，并铸造出成分、组织合格的铝合金铸锭；

C、挤压：将铝合金铸锭进行挤压，得到铝合金型材，挤压比为9～15；

D、双级固溶：将铝合金型材进行分级固溶，第一级固溶先自由升温至460±10℃保温

1.5h，第二级固溶将温度升至505±10℃并保温1h，固溶后的铝合金型材进行淬火；

E、预时效：将淬火处理后的铝合金型材分别进行预时效处理，预时效制度为110±5℃×10h；

F、回归处理：将步骤E预时效后的铝合金型材做回归处理，回归温度180±5℃，回归时间为20～40min；

G、再时效：将步骤F中回归处理后的铝合金型材做再时效处理，再时效制度为115±5℃×12h。

2.根据权利要求1所述的一种2系铝合金热处理工艺，其特征在于：熔炼步骤中熔炼温度为730～750℃，熔炼过程中添加精炼剂均匀搅拌，后静置12～15min。

3.根据权利要求2所述的一种2系铝合金热处理工艺，其特征在于：该精炼剂为六氯乙烷，加入量为0.3～0.4％。

4.根据权利要求1所述的一种2系铝合金热处理工艺，其特征在于：挤压步骤中挤压温度为420～430℃，挤压速度为1～1.5m/min。

5.根据权利要求1所述的一种2系铝合金热处理工艺，其特征在于：双级固溶步骤中的淬火采用20～30％的PAG淬火液。

说明书

一种2系铝合金热处理工艺

技术领域

[0001] 本发明属于铝合金制备领域领域，涉及一种2系铝合金热处理工艺。

背景技术

[0002] 2系铝合金具有强度高、锻造性好、耐热性能好，因而广泛应用于航空航天等领域。合金经过固溶淬火、时效等工艺处理后，可获得较优良的工作性能。固溶作为热处理工艺中
的关键环节之一，直接影响合金的微观组织变化、再结晶、强化元素的固溶程度，从而影响
合金最终的力学性能。伴随着我国航空航天事业对更高性能的2系铝合金的迫切需求，现阶
段采用的常规固溶热处理已不能满足当前的生产要求。目前，断裂韧性已经和强度、抗蚀性
能、抗疲劳性能并列成为高强铝合金的4项主要考核指标，只有在这几方面均满足设计和使
用要求，才是具备良好的综合性能。2系铝合金有多种时效处理制度，其中，峰值时效可以使
合金获得较高的强度，但抗腐蚀性能和断裂韧性较差；过时效(T74)可以提高合金抗腐蚀性
能和断裂韧性，但却以牺牲强度为前提。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种2系铝合金热处理工艺，提高力学性能，提高抗腐蚀性能。

[0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种2系铝合金热处理工艺，包括以下步骤：

[0005] A、配料：铝合金按照如下质量百分比配料：Cu：4.55-4.65、Si：≤0.25、Mg：1.55-1.65、Zn≤0.20、Mn：0.50-0.70、Ti≤0.12、Ni≤0.10、Fe≤0.35、Fe+Ni≤0.35、余量为Al；

[0006] B、熔炼：将配置好的铝合金进行熔炼，去气去渣彻底，并铸造出成分、组织合格的铝合金铸锭；

[0007] C、挤压：将铝合金铸锭进行挤压，得到铝合金型材，挤压比为9～15；

[0008] D、双级固溶：将铝合金型材进行分级固溶，第一级固溶先自由升温至460±10℃保温1.5h，第二级固溶将温度升至505±10℃并保温1h，固溶后的铝合金型材进行淬火；

[0009] E、预时效：将淬火处理后的铝合金型材分别进行预时效处理，预时效制度为110±5℃×10h；

[0010] F、回归处理：将步骤E预时效后的铝合金型材做回归处理，回归温度180±5℃，回归时间为20～40min；

[0011] G、再时效：将步骤F中回归处理后的铝合金型材做再时效处理，再时效制度为115±5℃×12h。

[0012] 可选的，熔炼步骤中熔炼温度为730～750℃，熔炼过程中添加精炼剂均匀搅拌，后静置12～15min。

[0013] 可选的，该精炼剂为六氯乙烷，加入量为0.3～0.4％。

[0014] 可选的，挤压步骤中挤压温度为420～430℃，挤压速度为1～1.5m/min。

[0015] 可选的，双级固溶步骤中的淬火采用20～30％的PAG淬火液。

[0016] 本发明的有益效果在于：

[0017] 1、本发明公开的一种2系铝合金热处理工艺，第一级固溶温度较低，合金发生了较多回复，消耗了大部分的变形储能，从而降低了再结晶驱动力，第二级高温固溶时仅发生了
部分再结晶。而未经低温保温处理的合金在进行常规固溶时，由于来不及释放变形储能诱
使基体形核产生大量再结晶；固溶并时效后，合金中的析出相较常规固溶的数量更多且细
小均匀，获得了更好的析出强化效果。

[0018] 2、本发明公开的一种2系铝合金热处理工艺，回归再时效主要分为三个阶段：第一阶段，在较低的温度下进行预时效，合金显微组织和性能与单级时效状态的相同，是整个工
艺的关键之处；第二阶段，在较高温度下进行短时的回归处理，晶内的共格或半共格析出相
溶于固溶体内，晶界上的连续链状析出相合并与聚集，不再连续分布，有利于提高材料的抗
应力腐蚀与韧性；第三阶段，在较低温度下再时效，达到峰值强度，晶内析出细小的部分共
格相，弥散分布，晶界上仍为不连续的部分非共格析出相，使合金强度得到提升。

[0019] 3、本发明采用双级固溶以及回归再时效处理，提高了合金力学性能的同时提高了合金的抗腐蚀性能。

[0020] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可
以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和
获得。

具体实施方式

[0021] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实
施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离
本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0022] 实施例1，

[0023] 本发明一种2系铝合金热处理工艺，包括以下步骤：

[0024] A、配料：铝合金按照如下质量百分比配料：

[0025]元素 Si Fe Cu Mn Mg Ni Zn Ti Al
含量 0.25 0.25 4.55 0.5 1.55 0.10 0.20 0.12 余量

[0026] B、熔炼：将配置好的铝合金进行熔炼，去气去渣彻底，并铸造出成分、组织合格的铝合金铸锭，熔炼温度为750℃，熔炼过程中添加六氯乙烷精炼剂均匀搅拌，后静置15min，
六氯乙烷精炼剂加入量为0.3％；

[0027] C、挤压：将铝合金铸锭进行挤压，得到铝合金型材，挤压温度为420℃，挤压速度为1.2m/min，挤压比为9；

[0028] D、双级固溶：将铝合金型材进行分级固溶，第一级固溶先自由升温至460℃保温1.5h，第二级固溶将温度升至505℃并保温1h，固溶后的铝合金型材进行淬火，淬火采用
25％的PAG淬火液；

[0029] E、预时效：将淬火处理后的铝合金型材分别进行预时效处理，预时效制度为110℃×10h；

[0030] F、回归处理：将步骤E预时效后的铝合金型材做回归处理，回归温度180℃，回归时间为20min；

[0031] G、再时效：将步骤F中回归处理后的铝合金型材做再时效处理，再时效制度为115℃×12h。

[0032] 本实施例，经上述处理工艺，得到的铝合金型材经检测Rm＝546.2MPa，Rp0.2＝388.5MPa，A＝14.3％；通过采用双级固溶以及增加回归再时效处理，合金力学性能与合金
的抗腐蚀性能与现有技术相比均得到了有效提高。

[0033] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技
术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明
的权利要求范围当中。