一種2024鋁合金板材的加工方法
【專利摘要】本發明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2024鋁合金板材在510～530℃淬火，保溫20～40小時；將淬火后的2024鋁合金板材在-50～-30℃保溫2～10小時；對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2％～4％的拉伸變形；將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160～180℃保溫5～18小時。與現有技術相比，本發明在鋁合金板材淬火后，首先進行低溫時效處理，然后對其施加拉伸變形，提高了其力學性能。并且，通過低溫時效處理、拉伸變形以及高溫時效處理結合使用，控制高溫時效處理以及低溫時效處理的溫度，保證了2024鋁合金板材在具有良好力學性能的同時，提高了2024鋁合金板材耐腐蝕性。
【專利說明】一種2024鋁合金板材的加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋁合金【技術領域】，尤其涉及一種2024鋁合金板材的加工方法。
【背景技術】
[0002] 鋁合金是以鋁為基的合金總稱，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素 有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成 各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用。
[0003] 鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類：鑄造鋁合金按化學 成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，鑄造鋁合金在鑄態下 使用。變形鋁合金能承受壓力加工，可加工成各種形態、規格的鋁合金材，主要用于制造航 空器材、建筑用門窗等。形變鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁 合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現強 化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以 通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金 等。
[0004] 2024鋁合金屬Al-Cu-Mg系鋁合金，是一種高強度硬鋁，可進行熱處理強化，在淬 火和剛淬火狀態下塑性中等，點焊焊接良好，用氣焊時有形成晶間裂紋的傾向，合金在淬火 和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低，但是其耐腐蝕性不高。2024鋁合金主 要用于制作各種高負荷的零件和構件，如飛機上的骨架零件，蒙皮，隔框，翼肋，翼梁，鉚釘 等150°C以下工作零件。
[0005] 申請號為200710072139. 7的中國專利文獻公開了一種航空用鋁合金預拉伸板材 及其生產方法，包括步驟：將鋁合金毛料在468°C?472°C的條件下進行淬火，在淬火后的 4?6小時內用拉伸機對毛料按照拉伸量為1. 5?3. 0%的參數進行預拉伸，并在溫度為 115°C?125°C，保溫時間為14?18小時的條件下對于拉伸后的毛料進行時效處理。該專 利解決的問題是板材在淬火的急速冷卻過程中，板材的表面層與板材的中心層的冷卻速度 不一致，而使板材表面和中心產生殘余應力，從而產生加工變形的問題。然而，該專利公開 的方法不能提高2024鋁合金的耐腐蝕性。
【發明內容】
[0006] 本發明解決的技術問題在于提供一種2024鋁合金板材的加工方法，該方法提高 了 2024鋁合金板材的耐腐蝕性。
[0007] 有鑒于此，本發明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟a)將2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時；
[0009] 步驟b)將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C保溫2?10小時；
[0010] 步驟c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形；
[0011] 步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時。
[0012] 優選的，所述淬火的溫度為510°C?518°C。
[0013] 優選的，所述淬火的溫度為515°C。
[0014] 優選的，所述步驟a)的保溫時間為30?35小時。
[0015] 優選的，所述步驟b)為：
[0016] 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時。
[0017] 優選的，所述步驟b)為：
[0018] 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-35°C保溫7?8小時。
[0019] 優選的，對2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形。
[0020] 優選的，對所述2024鋁合金施加拉伸變形是在室溫條件下進行的。
[0021] 優選的，所述步驟d)為：
[0022] 將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時。
[0023] 優選的，所述2024錯合金板材的厚度為15mm?20mm。
[0024] 本發明提供了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：將2024鋁合金板 材在510?530°C淬火，保溫20?40小時；將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C 保溫2?10小時；對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形；將拉伸變 形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時。與現有技術相比，本發明在鋁 合金板材淬火后，首先進行低溫時效處理，然后對其施加拉伸變形，提高了其力學性能。并 且，通過低溫時效處理、拉伸變形以及高溫時效處理結合使用，控制高溫時效處理以及低溫 時效處理的溫度，保證了 2024鋁合金板材在具有良好力學性能的同時，提高了 2024鋁合金 板材耐腐蝕性。
【具體實施方式】
[0025] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0026] 本發明實施例公開了一種2024鋁合金板材的加工方法，包括以下步驟：步驟a)將 2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時；步驟b)將淬火后的2024鋁合金 板材在-50?_30°C保溫2?10小時；步驟c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%? 4%的拉伸變形；步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小 時。
[0027] 本發明將鋁合金板材淬火后，對其進行低溫時效處理，然后施加拉伸變形，并且進 行高溫時效處理。通過低溫時效處理、拉伸變形以及高溫時效處理結合使用，并且分別對拉 伸變形量以及時效處理的溫度、時間進行調節，保證了 2024鋁合金板材具有良好力學性能 的同時，提高了其耐腐蝕性。
[0028] 按照本發明，所述2024鋁合金板材的成分包括：<0.5wt% (重量百分比）的Si、 < 0· 5wt% 的 Fe、3. 8wt%?4. 9wt% 的 Cu、0. 3wt%?0· 9wt% 的 Μη、I. 2wt%?I. 8wt% 的 Mg、< 0· lwt% 的 Cr、< 0· 25wt% 的 Zn、< 0· 15wt% 的 Ti、余量的 Al。
[0029] 按照本發明，將2024鋁合金鑄成鋁合金鑄錠后，乳制所述鋁合金鑄錠形成鋁合金 板材，所述軋制包括一次或多次熱軋，和在一次熱軋之后的冷軋、或在多次熱軋之間的冷軋 或多次熱軋之后的冷軋。對于熱軋溫度，優選為450°C?500°C，優選為460?480°C。按照 本發明，所述2024錯合金板材的厚度優選為16mm?19mm，更優選的，所述2024錯合金板材 的厚度優選為17mm?18mm。
[0030] 軋制2024鋁合金得到鋁合金板材后，對鋁合金板材進行淬火處理。對于淬火溫 度，優選為510°C?518°C，更優選為515°C。所述淬火的保溫時間優選為30?35小時，更 優選為32小時。保溫后，對于淬火的冷卻方法，本發明無特別限制，可以采用本領域技術人 員熟知的方法，例如油冷或水冷。
[0031] 淬火后，對淬火后的鋁合金板材進行低溫時效處理。所述步驟b)優選為將淬火后 的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時；更優選的，將淬火后的2024鋁合金板 材在-40?-35°C保溫7?8小時。
[0032] 步驟b)完成后，為了進一步提高2024鋁合金板材最終的強度以及提高鋁合金的 耐腐蝕性能，對鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形，更優選的，對淬火后 的鋁合金在厚度方向上施加3%的拉伸變形。對于施加拉伸變形的溫度，優選在室溫下進 行。即保持鋁合金板的溫度在室溫，然后對其在厚度方向上施加拉伸變形。對于施加拉伸 變形的方法和設備，本發明無特別的限制，優選在軋機上進行。
[0033] 然后，進一步對拉伸變形后的2024鋁合金板材進行時效處理。所述步驟d)優選 為將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時，更優選的將拉伸變 形后的2024鋁合金板材在165°C保溫12小時。
[0034] 本發明通過低溫時效處理與拉伸變形處理、高溫時效處理結合使用，并且控制高 溫時效處理以及低溫時效處理的溫度，以及拉伸變形量，保證了 2024鋁合金板材在具有較 高的硬度的同時，其晶間腐蝕減少，提高了 2024鋁合金板材耐腐蝕性。
[0035] 本發明所述時效處理是指本領域技術人員熟知的將冷變形后的鋁合金加熱或降 溫至一定溫度進行保溫的工序。
[0036] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明提供的技術方案進行詳細說 明，本發明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0037] 實施例1
[0038] a)取厚度為15mm的2024錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 515°C，保溫時間為4小時，冷卻方式為水冷；
[0039] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_35°C保溫8小時；
[0040] c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形；
[0041] d)對拉伸變形后的鋁合金板材高溫時效處理，高溫時效處理時的溫度為170°C， 保溫時間為10小時。
[0042] 實施例2
[0043] a)取厚度為15mm的2024錯合金板材，將所述錯合金板材淬火，淬火時的溫度為 515°C，保溫時間為4小時，冷卻方式為水冷；
[0044] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_40°C保溫5小時；
[0045] c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸變形；
[0046] d)對拉伸變形后的鋁合金板材高溫時效處理，高溫時效處理時的溫度為160°C， 保溫時間為10小時。
[0047] 實施例3
[0048] a)取厚度為15mm的2024鋁合金板材，將所述鋁合金板材淬火，淬火時的溫度為 515°C，保溫時間為4小時，冷卻方式為水冷；
[0049] b)將淬火后的2024鋁合金板材在-30°C保溫8小時；
[0050] c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%的拉伸變形；
[0051] d)對拉伸變形后的鋁合金板材高溫時效處理，高溫時效處理時的溫度為160°C， 保溫時間為10小時。
[0052] 實施例4
[0053] a)取厚度為15mm的2024錯合金板材,將所述錯合金板材淬火,淬火時的溫度為 515°C，保溫時間為4小時，冷卻方式為水冷；
[0054] b)將淬火后的2024鋁合金板材在_40°C保溫8小時；
[0055] c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加4%的拉伸變形；
[0056] d)對拉伸變形后的鋁合金板材高溫時效處理，高溫時效處理時的溫度為180°C， 保溫時間為5小時。
[0057] 分別將未經加工的2024鋁合金試樣以及實施例1?4時效處理后的2024鋁合金 試樣放入10% NaOH和5% HCl溶液中，在室溫腐蝕100小時，腐蝕失重結果如表1所示。
[0058] 表1實施例的鋁合金板材的腐蝕失重結果
[0059]
【權利要求】
1. 一種2024鋁合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟a)將2024鋁合金板材在510?530°C淬火，保溫20?40小時； 步驟b)將淬火后的2024鋁合金板材在-50?-30°C保溫2?10小時； 步驟c)對2024鋁合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸變形； 步驟d)將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?180°C保溫5?18小時。
2. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的溫度為510°C?518°C。
3. 根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的溫度為515°C。
4. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟a)的保溫時間為30?35 小時。
5. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟b)為： 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-30°C保溫6?9小時。
6. 根據權利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步驟b)為： 將淬火后的2024鋁合金板材在-40?-35°C保溫7?8小時。
7. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，對2024鋁合金板材在厚度方向上施 加3%的拉伸變形。
8. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，對所述2024鋁合金施加拉伸變形是 在室溫條件下進行的。
9. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟d)為： 將拉伸變形后的2024鋁合金板材在160?170°C保溫10?15小時。
10. 根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述2024鋁合金板材的厚度為 15mm ?20mm〇
【文檔編號】C22F1/057GK104372269SQ201410576599
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】陳帆 申請人:陳帆