[发明专利]提高2A90铝合金综合性能的固溶时效处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高2A90铝合金综合性能的固溶时效处理工艺，属于合金性能技术领域。

背景技术

电工圆杆是目前电线电缆的重要基础材料之一，其质量好坏直接影响到整个工程或成套产品的优劣。在实际生产中，电工圆铝杆的抗拉强度、导电率和伸长率之间往往是矛盾的，提高了铝杆的抗拉强度，导电率和伸长率会下降，而当导电率与伸长率提高时，强度又会降低。怎样提高电阻率，并合理协调抗拉强度与伸长率的关系是一个尚待解决的难题。

2A90铝合金的电导率和抗拉强度是产品主要的质量指标。但这两项性能指标之间相互矛盾，往往难以同时满足。要保持材料高的导电性和延伸率，则其强度就会下降，而要提高材料强度却往往在很大程度上会降低其导电性能和延伸率。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种提高2A90铝合金综合性能的固溶时效处理工艺，能够有效提高电工圆杆的电学性能和力学性能，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

一种提高2A90铝合金综合性能的固溶时效处理工艺，将铸态2A90铝合金在箱式电阻炉中进行热处理实验，温差为±2℃，其中，固溶实验工艺为：固溶温度为535℃，保温时间均为5h，保温结束后从电阻炉中取出立即进行强制水冷，在190℃均时效10h即可。

本发明的有益效果：

通过本发明发现，在190℃时效不同时间的试样做微观组织形貌，发现铸态合金中存在大量粗大枝晶组织，且有大量未溶解相；在低温下时效的试样第二相析出比较缓慢，粒子含量较少；随着时间的增加，析出相在晶粒内和晶界处都有析出，第二相粒子分布逐渐弥散且均匀，且当时效时间为10h时，析出相开始出现聚集趋势，导致强度略有下降。当时效时间延长到13h，析出相开始聚集长大，合金出现过时效现象，此时合金的力学性能开始恶化。因此，本发明与现有技术相比，能够兼顾电工圆杆的电学性能和力学性能，并得到较好的效果。

具体实施方式：

实施例：

首先将硼化后的铝材在熔融状态下加入Ce和Cu，然后在780℃下混溶，最后浇铸成直径为10mm,长为100mm的铝合金圆杆（含量为0.2%Ce+1.9%Cu）。

为了电学性能和力学性能的测量精确，将硼化铝杆机加工成短棒状，在熔融状态下加入Ce和Cu的中间合金，搅拌均匀后浇铸成直径为10mm，长为100mm的铝合金圆杆，再用0～5号砂纸依次打磨试样直至光滑。

将铸态2A90铝合金试样在箱式电阻炉中进行热处理实验（温差为±2℃），其中，固溶实验工艺为：试样固溶温度为505℃、520℃、535℃、550℃、，保温时间均为5h，保温结束时从电阻炉中取出立即进行强制水冷，在190℃均时效10h。将以上试样作电学性能和力学性能的测试，通过分析寻找到最佳的固溶温度。

时效工艺为将预先固溶过的电工圆杆在130℃、160℃、190℃、220℃四个温度下，1h、4h、7h、10h、13h、16h六个温度下进行时效实验，探究2A90铝合金在不同时效温度和不同的时效时间下性能和组织的变化。

浇铸完成的2A90铝合金，在室温下测得其导电率为51.57IACS%，抗拉强度为132MPa。

将试样分别在温度为505℃、520℃、535℃、550℃下固溶，保温时间均为5h，保温结束时从电阻炉中取出立即进行强制水冷后在190℃均时效10h。然后采用QJ57双臂电桥先测量试样的电阻再换算成导电率，采用CSS-44100电子万能材料实验机对2A90铝合金试样的力学性能进行了检测，测出其导电率及其抗拉强度如表1所示。

由表可以看出，在535℃时的固溶处理，得到的电学性能和力学性能的匹配是最佳的。我们可以取535℃作为最佳的固溶温度。

将预先固溶过的电工圆杆在130℃、160℃、190℃、220℃四个温度分别与1h、4h、7h、10h、13h、16h七个时间下进行实验。

采用CSS-44100电子万能材料实验机对2A90铝合金试样的力学性能进行了检测，得到抗拉强度如表3所示。从表中可以看出，2A90铝合金试样在190℃时效7h时抗拉强度出现最大值，为151MPa。