[发明专利]一种铝合金淬火态恢复-成形一体化工艺

说明书

一种铝合金淬火态恢复‑成形一体化工艺，将室温放置的铝合金板材以大于15℃/min的加热速率非等温加热至150‑210℃，然后立即将板材在1‑2min内转移到成形设备上成形，成形后的构件在1天内进行时效热处理强化，本发明工艺可以使长时间室温存储的铝合金恢复至接近淬火态，强度显著下降而成形能力提升，该一体化工艺有利于高强铝合金的形性协同控制。

技术领域

本发明属于铝合金的热处理和成形技术领域，特别涉及一种可以显著消减自然时效硬化效应的铝合金淬火态恢复-成形一体化工艺。

背景技术

铝合金密度低且比强度高，其在航空航天以及汽车领域已经得到了广泛应用。为了减轻重量，火箭的燃料贮箱，飞机机身的蒙皮和壁板以及汽车车身等重要结构件都大量采用了铝合金。目前，工业上用于制造关键零部件的铝合金主要是可热处理强化的变形铝合金，比如2xxx系、6xxx系和7xxx系铝合金。这些铝合金的强度主要由固溶淬火后溶质原子在时效过程形成的析出相贡献，因此时效工艺对获得优良的力学性能至关重要。另外一个特点是这些铝合金在淬火后停放阶段具有明显的自然时效硬化效应，1天后强度可以升高100MPa以上。而铝合金厂家生产的铝合金运输到机械制造厂需要较长的时间，一般需要1周甚至更长(特别是进口材料)，因此用于构件制造的铝合金基本不可能是淬火态。目前制约铝合金更广泛应用的主要是其室温成形性较钢材较差，其深冲性能、延伸率和杨氏模量均远低于钢材，因此铝合金成形制造难度大，且成形后零件回弹严重，成形精度低。

为了改善铝合金的成形性，目前的解决方案主要是在高温(远高于室温)成形。例如国内公开号为CN103695817A的发明专利“一种可热处理铝合金同步淬火热成形工艺”提出一种可热处理铝合金同步淬火热成形工艺，该发明将淬火与热成形工艺同步，在接近固溶温度下进行成形，并在之后配以适当的时效处理。该工艺虽然可以在保证铝合金产品性能的基础上实现构件精确成形，但工装设计难度大，模具复杂，制造成本高，而且机械厂需要对铝合金固溶处理，过烧风险较大。国内公开号为CN106583489A的发明专利“高强铝合金板材回归成形一体化工艺”提出一种高强铝合金板材回归成形一体化工艺，该发明对T6处理的高强铝合金在时效温度和固溶温度之间加热保温完成回归处理，待板料放入模具后快速合模完成成形和快速冷却，零件成形后再进行常规时效处理。该工艺将铝板RRA工艺中的回归处理与冲压成形相结合，成形温度降低，可以一定程度上降低能耗，缩短制造流程。但该工艺是对T6处理的合金成形，即使在回归温度下铝合金强度仍然较大，成形难度增大，难于生产厚板，而且处理不当会对后续时效强化产生负面影响。高强铝合金一般在淬火态下强度最低，延伸率最大，最适合于成形。国内公开号为CN104694865A的发明专利“一种铝合金的电脉冲回归处理方法”公开了一种铝合金的电脉冲回归处理方法，利用脉冲电流对室温下自然时效的铝合金处理，铝合金可以回归到接近淬火态。但该方法只适合于小样品，根本没法实际应用在复杂构件上进行处理。

现在工业的发展对铝合金构件性能和成形精度都提出了更高的要求，构件大型化趋势明显，需要加工板材的厚度也逐渐加大。另外，考虑成形的同时还要综合考虑成形工艺对成性的影响。综上可知，开发低成本的便于实际应用的提高铝合金成形性的工艺对生产高品质铝合金构件非常重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铝合金淬火态恢复-成形一体化工艺，该工艺可以使长时间室温存储的铝合金恢复至接近淬火态，强度显著下降而成形能力提升，该一体化工艺有利于高强铝合金的形性协同控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铝合金淬火态恢复-成形一体化工艺，将室温放置的铝合金板材以大于15℃/min的加热速率非等温加热至150-210℃，然后立即将板材在1-2min内转移到成形设备上成形，成形后的构件在1天内进行时效热处理强化。

本发明所述铝合金主要指自然时效硬化效应明显的7xxx系、2xxx系和6xxx系合金。