專利名稱：Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于合金領域，具體涉及一種Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝。
背景技術：
近年來，鋁合金在航空、航天、兵器和交通等行業等領域得到了廣泛應用。特別是對輕量化程度要求高的重要結構件，大多數采用變形鋁合金制造，并對其進行熱處理以獲得高的強韌性。本世紀40年代初，在Al-Zn-Mg鋁合金的基礎上，通過加入Cu、Mn和Cr等合金元素，開發出7XXX(Al-ai-Mg-Cu)系超硬鋁合金，大大改善了 Al-Si-Mg鋁合金的抗腐蝕能力。 并且此種合金可以通過模鍛加工成各種零件，廣泛應用于各種承載結構中。大量工作和研究表明AUn-Mg-Cu系鋁合金沉淀物析出的順序為 α'相(過飽和固溶體) GP區 η ‘相(MgZn2) η相(MgZn2)，并且人們發現，時效熱處理可以改變鋁合金中的析出相的類型、大小、數量和分布，從而影響鋁合金的綜合機械性能及耐腐蝕性能。針對Al-Zn-Mg-Cu鋁合金傳統峰值時效處理狀態下強度高但是耐腐蝕性能仍然不能滿足某些領域應用的問題。人們已經做了大量研究并發展了諸如雙級時效、回歸熱處理等工藝，但是仍未將機械強度與抗腐蝕性能兩者統一起來。中國優秀碩士學位論文全文數據庫工程科技1輯，2009年第1期中公開了一篇“7Α04 (LC4)超高強鋁合金斷裂韌性研究”，其中的最佳三級時效處理的條件為 4850C /50min/水淬+160°C /10min+120°C /10min+60°C /240h，該工藝處理后的性能參數為抗拉強度σ b656. 7 (MPa)，屈服強度σ s 518. 7 (MPa)，斷后伸長率δ 12. 5 (%)，沖擊韌性19.986 (J)(即沖擊功Aku 16 J)，從上看出，該工藝的第三級時效處理的時間達到了 MOh時，整個工藝比較耗時，從而導致效率低下，而且該工藝沒有對處理后材料的耐腐蝕性進行測試，從而無法得知該工藝是否能改善耐腐蝕性。

發明內容
本發明要解決的技術問題是現有的超硬鋁合金熱處理后難以同時保證機械強度和抗腐蝕性的問題。本發明的技術方案為=Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、淬火處理、高溫短時時效處理、一次水冷處理、中溫短時時效處理、二次水冷處理、低溫長時時效處理，其中
固溶處理的工藝參數為溫度460 490°C，時間30 180min ； 高溫短時時效處理的工藝參數為溫度150 190°C，時間10-30min ； 中溫短時時效處理的工藝參數為溫度110 140°C，時間10-30min ； 低溫長時時效處理的工藝參數為溫度60 100°C，時間20 40小時，空冷至室溫； 淬火處理、一次水冷處理、二次水冷處理的工藝參數為室溫水冷卻至室溫，轉移時間不超過0. 5min。
進一步地，所述固溶處理的工藝參數為溫度470°C 480°C，時間60min 120min ；
所述高溫短時時效處理的工藝參數為溫度165°C 175°C，時間15min 25min ； 所述中溫短時時效處理的工藝參數為溫度125°C 135°C，時間15min 25min ； 所述低溫長時時效處理的工藝參數為溫度75°C 95°C，時間30 40小時，空冷至室本發明與現有技術相比具有如下優點
(1)通過本發明的方法處理后的超硬鋁合金機械性能相對于現有技術明顯提高。(2)通過本發明的方法處理后的超硬鋁合金其耐腐蝕性明顯提高，將機械性能和耐腐蝕性完美的結合起來，可滿足不同環境的實際需要。(3)本發明的方法處理時間大大縮短，從而提高了生產效率，并降低了生產成本， 滿足產業化的需求。


圖1峰值時效工藝下試樣在鹽霧腐蝕M小時的表面宏觀形貌； 圖2本發明工藝下試樣在鹽霧腐蝕M小時的表面宏觀形貌。
具體實施例方式實驗設備SX-8_10型電阻爐功率8KW、控溫范圍室溫 1000°C、數字PID控制器溫控精度士5°C ；DHG-9030型干燥箱功率500W、控溫范圍室溫 300°C、溫度波動度士 1°C ； 普通淬火水槽水溫為室溫。實施例1
實驗材料Al-ai-Mg-Cu鋁合金(成分如表1所示)、直徑70mm棒材。表1 =Al-Si-Mg-Cu 鋁合金成分
權利要求
1.Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，其特征在于該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、淬火處理、高溫短時時效處理、一次水冷處理、中溫短時時效處理、二次水冷處理、低溫長時時效處理，其中固溶處理的工藝參數為溫度460 490°C，時間30 180min ； 高溫短時時效處理的工藝參數為溫度150 190°C，時間10-30min ； 中溫短時時效處理的工藝參數為溫度110 140°C，時間10-30min ； 低溫長時時效處理的工藝參數為溫度60 100°C，時間20 40小時，空冷至室溫； 淬火處理、一次水冷處理、二次水冷處理的工藝參數為室溫水冷卻至室溫，轉移時間不超過0. 5min。
2.根據權利要求1所述的Al-Si-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，其特征在于所述固溶處理的工藝參數為溫度470°C 480°C，時間60min 120min ；所述高溫短時時效處理的工藝參數為溫度165°C 175°C，時間15min 25min ；所述中溫短時時效處理的工藝參數為溫度125°C 135°C，時間15min 25min ；所述低溫長時時效處理的工藝參數為溫度75°C 95°C，時間30 40小時，空冷至室溫。
全文摘要
本發明公開了一種Al-Zn-Mg-Cu系高強鋁合金的熱處理工藝，屬于合金領域，該工藝對高強鋁合金依次進行固溶處理、一次淬火處理、高溫短時時效處理、二次淬火處理、中溫短時時效處理、三次淬火處理、低溫長時時效處理。本發明的處理工藝同時提高了材料的機械性能和耐腐蝕性，并且提高了處理效率。
文檔編號C22F1/053GK102321858SQ20111025843
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月2日 優先權日2010年10月25日
發明者馮霞, 宋繼曉, 徐磊, 戴光澤, 莫爾遂, 趙君文, 韓靖, 黃興民 申請人:四川城際軌道交通材料有限責任公司, 戴光澤