[发明专利]一种热处理后的铝合金构件的加工处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金的加工处理方法，具体涉及铝合金在热处理之后的加工处理方法。

背景技术

铝合金由于其优良的比强度、工艺性及耐蚀性，在各领域都得到广泛的应用。但随着各类产品精度要求越来越高，特别是航空航天、精密仪器仪表等领域，目前的制造技术手段已经面临巨大的挑战。最突出的难题即是铝合金毛坯在热处理后，常常产生很大的残余应力，在后续的机械加工过程中，随着材料的不断去除，残余应力将重新分布直至达到内应力平衡，使其的铝合金构件的加工尺寸不仅难以控制，甚至导致大量的加工产品热处理后报废。另外残余拉应力还会使热处理后的铝合金构件增加产生应力腐蚀开裂的敏感性，导致早期疲劳失效等。

目前大部分为了稳定热处理后的铝合金构件尺寸的解决方法：一是采用预拉伸棒/板材直接机械加工，但材料损耗十分严重，大大加大了成本；二是热处理后，采用模压法来释放构件上某些部位的残余应力，但同时有可能使其他部位的残余应力增大，另外，鉴于铝合金模锻件本来就已存在很大的残余应力，模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂；而变形过小则又可能使应力消除效果不佳；三是在加工过程中辅以时效处理和多次的基准校正等工序，但这样做耗时费资，产品制造周期大量延长，不但加大了成本，且效果也不佳。因此，热处理后的铝合金构件加工尺寸不稳定难以控制的问题已经成为其应用的制约性技术环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地解决热处理后的铝合金构件加工尺寸不稳定难以控制的问题且成本低的加工处理方法。

本发明的目的是这样实现的：一种热处理后的铝合金构件的加工处理方法，它包括粗加工、半精加工和精加工，其特征在于：上述粗加工之前要进行冷热循环处理；上述粗加工之后要进行低温时效处理；上述半精加工之后精加工之前要进行低温时效处理或冷热循环处理，其中当零件加工精度要求IT7及以上时，宜选择冷热循环处理，当加工精度要求IT8及以下时，宜选择低温时效处理。

上述的热处理后的铝合金构件的加工处理方法中，当处理后的铝合金需要存放时，为了保证存放后的铝合金构件的质量，上述铝合金构件在上述精加工之后要进行低温时效处理后存放。

上述的热处理后的铝合金构件通常是指经过T6处理后的铝合金构件，亦可是其它热处理后的铝合金。

上述冷热循环处理是指将上述铝合金构件降温至-140℃后保温不少于30分钟，再升温至120℃后保温不少于60分钟，然后自然冷却的处理过程；上述低温时效处理是指将所述铝合金构件加热至100℃～140℃后保温4～16小时然后自然冷却的处理过程。

如果上述降温和升温速度太慢，温差的作用则不明显，不易达到松弛残余应力的效果，所以上述冷热循环处理中的降温速度不小于8℃/min，升温速度不小于6℃/min；上述低温时效处理中的升温速度不小于6℃/min。

上述冷热循环处理可以通过液氮深冷和电阻加热实现，上述的液氮为市售商品。

为了提高本发明的有益效果，上述冷热循环处理为1～2次。

如上所述的热处理后的铝合金构件的加工处理方法，其具体工艺步骤依次为：

a、将热处理后的铝合金构件进行冷热循环处理，即将所述铝合金构件降温至-140℃后保温30～180分钟，再升温至120℃后保温60～300分钟，然后自然冷却后进行粗加工；

b、将上述粗加工后的铝合金构件进行低温时效处理，即将所述铝合金构件加热至100℃～140℃后保温4～16小时然后自然冷却后进行半精加工；

c、将上述半精加工后的铝合金构件再进行如上述的低温时效处理或冷热循环处理后进行精加工；

d、将上述精加工后的铝合金构件再进行如上述的低温时效处理后存放。

其中上述的冷热循环处理中：

铝合金构件壁厚≤8mm，降温至-140℃后保温30分钟，升温至120℃后保温60分钟；

8mm≤铝合金构件壁厚≤20mm，降温至-140℃后保温30～90分钟，升温至120℃后保温60～150分钟；

铝合金构件壁厚≥20mm，降温至-140℃后保温90～180分钟，升温至120℃后保温150～300分钟；

且所述冷热循环处理过程为1～2次；所述冷热循环处理中的降温速度不小于8℃/min，升温速度不小于6℃/min；

其中上述的低温时效处理中：

铝合金构件壁厚≤8mm，加热至100℃～140℃后保温4小时；

8mm≤铝合金构件壁厚≤20mm，加热至100℃～140℃后保温4～8小时；