[发明专利]7XXX系铝合金及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金热处理技术领域，特别是涉及一种7XXX系铝合金及其热处理方法。

背景技术

降低油耗、减少排放、提高安全性能是当今全球汽车工业所必须面对的问题，汽车轻量化则是实现汽车节能减排的一个重要措施。铝合金型材具有密度小、强度高、耐蚀性好等特点，在达到同样的力学性能指标下，可比钢减轻将近二分之一的重量。故而，其可作为替代钢制保险杠的材料。

7XXX系（Al-Zn-Mg-Cu系）铝合金是典型的热处理可强化变形铝合金，通过合理安排热处理工艺，可提高铝合金机械强度，在减轻车身质量的同时满足其安全性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种7XXX系铝合金的热处理方法，利用该热处理方法得到的7XXX系铝合金具有较大的抗拉强度，较大的屈服强度以及较大的伸长率。本发明还提供了一种采用该热处理方法得到的7XXX系铝合金。

为了实现上述目的，本发明提供了一种热处理方法，用于对7XXX系铝合金铸锭进行热处理，以提高所述7XXX系铝合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率，包括：

将所述铸锭挤压成棒材，挤压参数为：铸锭挤压温度为415℃，挤压筒温度为415℃，挤压比为84：1，挤压速度为1.6-1.8m/min；

对所述棒材进行时热效处理，预时效温度为110℃，预时效时间为4小时，终时效温度为160℃，终时效时间为8小时。

优选地，所述棒材的直径可以为10mm。

在一种实施方式中，所述挤压速度可以为1.8m/min。

在一种实施方式中，所述7XXX系铝合金可以为7006铝合金。

本发明还提供了一种7XXX系铝合金，采用前述的热处理方法制成。

本发明通过采用新型的热处理工艺，获得具有较大的抗拉强度，较大的屈服强度以及较大的伸长率的7XXX系铝合金。进一步地，当7XXX系铝合金为7006铝合金时，合金具有更好的综合机械性能，从而促进了该类材料在汽车工业中的广泛应用。

附图说明

图1为根据本发明实施例的材料硬度随预时效时间变化的曲线图。

图2为根据本发明实施例的材料硬度随终时效时间变化的曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

本发明用于对7XXX系铝合金铸锭或铸坯进行热处理，以提高7XXX系铝合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率。可以包括两个步骤：将铸锭挤压成棒材以及对棒材进行时热效处理。申请热发现，将铸锭挤压成棒材的最佳挤压参数为：铸锭挤压温度为415℃，挤压筒温度为415℃，挤压比为84：1，挤压速度为1.6-1.8m/min。棒材的直径可以为10mm。

对于对棒材进行时热效处理，由于采用不同时效处理制度，同一合金的性能可产生显著的差异，所以确定最优的热处理制度是充分发挥合金性能优势的主要手段之一。

在本发明中，对于7XXX铝合金采用双级时效热处理工艺。双级时效热处理工艺的预时效温度、预时效时间、终级时效温度、终时效时间对材料性能的影响十分显著。申请人发现，预时效温度为110℃、终时效温度为160℃时，获得的7XXX系铝合金的性能较其他时效温度更为优越。

因此，在采用正交设计试验确定最佳处理参数时只需选取预时效时间和终时效时间即可。图1示出了在预时效温度为110℃，终时效温度为160℃，终处理时间选为8h时，合金硬度随预时效时间变化的曲线图。如图1所示，在预时效时间在0-4h时，合金硬度值随预时效时间的增长而增大；合金在预时效4h时达到时效峰值，然后材料硬度值随预时效时间的增长（4-8h）而降低。申请人发现，这是由于过长的预时效时间（4-8h），会导致合金在经过终时效后得到粗大的析出相，从而使材料强度降低。

图2示出了在预时效温度为110℃，预处理时间为4h时，合金硬度随终时效温度和终时效时间变化的曲线图。如图2所示，对于不同终时效温度和终时效时间，7XXX合金的硬度值也不同。合金在预时效温度为110℃，预处理时间为4h，终时效温度为160℃时获得较高的硬度值，并在终时效时间为8h时达到时效峰值，合金硬度平均值达到210HB。不同终失效时间处理后合金的机械性能对比见表1。

表1不同终时效时间处理后合金的机械性能