[发明专利]Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于合金领域，具体涉及一种Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的热处理工艺。

背景技术

近年来，铝合金在航空、航天、兵器和交通等行业等领域得到了广泛应用。特别是对轻量化程度要求高的重要结构件，大多数采用变形铝合金制造，并对其进行热处理以获得高的强韧性。

本世纪40年代初，在Al-Zn-Mg铝合金的基础上，通过加入Cu、Mn和Cr等合金元素，开发出7XXX（Al-Zn-Mg-Cu）系超硬铝合金，大大改善了Al-Zn-Mg铝合金的抗腐蚀能力。并且此种合金可以通过模锻加工成各种零件，广泛应用于各种承载结构中。

大量工作和研究表明Al-Zn-Mg-Cu系铝合金沉淀物析出的顺序为：                                                相（过饱和固溶体）?区?η′相（MgZn₂）?η相（MgZn₂）,并且人们发现，时效热处理可以改变铝合金中的析出相的类型、大小、数量和分布，从而影响铝合金的综合机械性能及耐腐蚀性能。针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金传统峰值时效处理状态下强度高但是耐腐蚀性能仍然不能满足某些领域应用的问题。人们已经做了大量研究并发展了诸如双级时效、回归热处理等工艺，但是仍未将机械强度与抗腐蚀性能两者统一起来。

中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技1辑，2009年第1期中公开了一篇“7A04（LC4）超高强铝合金断裂韧性研究”，其中的最佳三级时效处理的条件为485℃/50min/水淬+160℃/10min+120℃/10min+60℃/240h，该工艺处理后的性能参数为：抗拉强度σ_b656.7(MPa)，屈服强度σ_s 518.7 (MPa)，断后伸长率δ12.5 (%)   ，冲击韧性a_KU 19.986 (J)（即冲击功A_KU 16 J），从上看出，该工艺的第三级时效处理的时间达到了240h时，整个工艺比较耗时，从而导致效率低下，而且该工艺没有对处理后材料的耐腐蚀性进行测试，从而无法得知该工艺是否能改善耐腐蚀性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的超硬铝合金热处理后难以同时保证机械强度和抗腐蚀性的问题。

本发明的技术方案为：Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的热处理工艺，该工艺对高强铝合金依次进行固溶处理、淬火处理、高温短时时效处理、一次水冷处理、中温短时时效处理、二次水冷处理、低温长时时效处理，其中：

固溶处理的工艺参数为：温度460～490℃，时间30～180min；

高温短时时效处理的工艺参数为：温度150～190℃，时间10-30min；

中温短时时效处理的工艺参数为：温度110～140℃，时间10-30min；

低温长时时效处理的工艺参数为：温度60～100℃，时间20～40小时，空冷至室温；

淬火处理、一次水冷处理、二次水冷处理的工艺参数为：室温水冷却至室温，转移时间不超过0.5min。

进一步地，所述固溶处理的工艺参数为：温度470℃～480℃，时间60min～120min；

所述高温短时时效处理的工艺参数为温度165℃～175℃，时间15min～25min；

所述中温短时时效处理的工艺参数为：温度125℃～135℃，时间15min～25min；

所述低温长时时效处理的工艺参数为：温度75℃～95℃，时间30～40小时，空冷至室温。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）通过本发明的方法处理后的超硬铝合金机械性能相对于现有技术明显提高。

（2）通过本发明的方法处理后的超硬铝合金其耐腐蚀性明显提高，将机械性能和耐腐蚀性完美的结合起来，可满足不同环境的实际需要。

（3）本发明的方法处理时间大大缩短，从而提高了生产效率，并降低了生产成本，满足产业化的需求。

附图说明

图1 峰值时效工艺下试样在盐雾腐蚀24小时的表面宏观形貌；

图2 本发明工艺下试样在盐雾腐蚀24小时的表面宏观形貌。

具体实施方式

实验设备：SX-8-10型电阻炉：功率8KW、控温范围 室温~1000℃、数字PID控制器温控精度±5℃；DHG-9030型干燥箱：功率500W、控温范围室温~300℃、温度波动度±1℃；普通淬火水槽：水温为室温。

实施例1