專利名稱：特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理工藝方法，特別是涉及一種用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法。
背景技術：
旋壓技術是局部連續塑性成形工藝，借助旋輪、芯模等工具旋轉，可使鋁合金材料產生局部連續變形，獲得具有回轉表面鋁合金構件。例如應用鋁合金擠壓管坯，通過旋壓塑性成形獲得一種表面呈螺旋狀翅片，且具散熱功能的鋁合金管材。采用旋壓成形工藝制造工件，其較高強度、較為精確成形尺寸和良好表面光潔度是其綜合性能追求目標。近年來開發的鋁合金熱擠壓管材旋壓工藝中采用的形變熱處理技術，即將塑性變形的變形強化和熱處理時相變強化相結合，可使旋壓材料綜合性能得到提高，但該工藝多限于實驗室應用結果，并且由于形變熱處理技術中所需的工件固溶/淬火工序處理，需在旋壓成形工序道次中進行，特別是多在最后一個旋壓道次前，實施離線固溶加熱、保溫及水淬熱處理，降低了生產效率，尤其不利于工業應用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可經濟有效地實現工業應用，且在保持鋁合金擠壓管材旋壓塑性成形能力基礎上，提高合金材料力學性能水平，特別適用于旋壓成形的6063型鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法。本發明所采用的技術方案是從控制鋁合金冶金質量降低狗等雜質含量及微量元素合金化出發，擠壓管材由高溫成型過程冷卻，然后自然時效至基本穩定的狀態并進行退火處理；將退火后的6063合金管材實施旋壓塑性成形，最后進行人工時效熱處理。本發明一種特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，該工藝方法包括步驟
A.將微合金化處理鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，且同步接受在線風冷淬火，并自然時效至基本穩定狀態；
B.退火處理；將該狀態擠壓管材置于退火爐內，加熱溫度為400 420°C，加熱時間 2 3小時，出爐空冷；
C.旋壓成形；其中，在塑性成形過程產生變形熱，有效激活材料低溫預時效熱處理，預時效溫度為70°C ；
D.人工時效處理；在時效加熱爐內進行時效處理，其加熱溫度為170 180°C，保溫時間8小時。本發明的有益效果是通過微合金化及退火處理，材料獲得旋壓塑性成形必須的塑性儲備；旋壓塑性成形過程本身發生的細晶強化、形變硬化以及“預時效”機制，又為人工時效熱處理發生的脫溶析出過程積蓄了能量。旋壓工件材料力學性能因此得到明顯改善。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明
(1)微合金化技術的應用即在6063合金中添加0.05 0. 15%Ti，同時將！^含量限制在0. 15 0. 2% ；添加Ti元素后將形成富Ti的復雜化合物，并改善有害的富相形貌和分布，且數量較多分布更為彌散均勻，提供更多非均勻形核的核心，利于晶粒細化及合金力學性能提高。(2)擠壓管材退火處理自然時效至穩定態鋁合金擠壓管材，經退火后將獲得完全再結晶組織。在加熱過程中，合金中部分晶內析出相溶解的半固溶行為與再結晶過程同時發生，合金材料因此形成半固溶態的細晶再結晶組織，并獲得足夠塑性儲備。退火工藝為 加熱溫度400 420°C，保溫時間2 3小時。(3)旋壓成形過程/預時效熱處理退火態鋁合金管材旋壓變形過程中，由于形變硬化及其熱效應，以及細晶組織中大量晶界位錯塞積積蓄的能量，驅動材料低溫預時效機制；實現70°C及以上低溫時效預處理可使析出相數量增多，尺寸細小且分布均勻，有效改善合金力學性能。(4)人工時效熱處理將旋壓塑性成形后工件進行時效熱處理，在旋壓塑性成形過程中同步發生的“預處理”，以及應變硬化，細晶強化引致合金位錯增殖均提高了人工時效動力，脫溶過程將因冷變形而加速，且有效激活沉淀相的形核和析出，旋壓工件材料力學性能得到明顯改善。人工時效處理工藝為加熱溫度170 180°C，保溫時間8小時。實施例1
以6063型鋁合金擠壓管材為例，化學成分為A1-0. 54 Mg-O. 43 Si-O. 15 Fe-O. 10 Ti
(質量百分數)。( 1)將鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，且同步接受在線風冷淬火，高溫成型冷卻后獲得自然時效至穩定態擠壓管材，其典型力學性能如表1示。表 權利要求
1.一種特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，其特征在于， 該工藝方法包括步驟A.將微合金化處理的鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，且同步接受在線風冷淬火，并自然時效至基本穩定狀態；B.退火處理；C.旋壓成形；其中，在塑性成形過程產生變形熱，有效激活材料低溫預時效熱處理機制；D.人工時效處理。
2.根據權利要求1所述的特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟A微合金化處理的鋁合金擠壓圓鑄錠中，添加0.05 0. 15%Ti，同時將！^含量限制在0. 15 0. 2%，加熱后擠壓且同步接受風冷淬火，高溫成型冷卻后自然時效至基本穩定狀態。
3.根據權利要求1所述的特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，其特征在于，將所述步驟B的擠壓管材置于退火爐內，加熱溫度為400 420°C，加熱時間2 3小時，出爐空冷。
4.根據權利要求1所述的特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟C的預時效溫度為70°C。
5.根據權利要求1所述的特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟D是在時效加熱爐內進行，其加熱溫度為170 180°C，保溫時間8小時。
全文摘要
本發明公開一種特別適用于旋壓塑性成形的鋁合金擠壓管材的熱處理工藝方法，旨在提供一種可經濟有效地實現工業應用，且在保持鋁合金擠壓管材旋壓塑性成形能力基礎上，提高合金材料強韌性水平。技術方案要點是，從控制鋁合金冶金質量降低Fe雜質含量，微量元素合金化出發，擠壓管材由高溫成型過程冷卻，然后自然時效至基本穩定的狀態并進行退火處理，將退火后的6063合金擠壓管材實施旋壓塑性成形，最后進行人工時效處理。特點是通過微合金化及退火處理，材料獲得旋壓成形必須的塑性儲備；旋壓塑性成形過程發生的細晶應變強化以及“預時效”機制，為爾后人工時效處理的脫溶析出過程積蓄了能量，旋壓工件材料力學性能可達到T5狀態標準規定值。
文檔編號C22F1/04GK102560298SQ20121004867
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者劉惠群 申請人:天津銳新昌輕合金股份有限公司