[发明专利]一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法

说明书

本发明提供了一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法，属于有色金属加工技术领域。本发明方法是将冷轧态2A12铝合金，依次进行表面预处理、超声化学镀和后续热处理，得到界面结合良好、组织稳定和残余应力较小的铝合金。应用本发明得到的2A12铝合金与现有技术相比，可有效降低铝合金表面残余应力50‑70MPa，提高铝合金的微屈服强度60‑80MPa，室温放置半年以上尺寸变化小于0.008%。本发明操作过程简便，成本较低，处理后的铝合金界面结合良好、组织稳定和残余应力小。对提高我国导航惯性仪表的使用精度和寿命，具有十分积极的作用。适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法，属于有色金属加工技术领域。

背景技术

由于2A12铝合金具有强度高、塑韧性良好、密度低以及加工成型性能好等优点，已广泛应用于飞机、运载火箭等航天飞行器的导航惯性仪表、结构仪器和整流罩等。尤其在导航惯性仪表的应用中，铝合金可有效减轻惯性仪表的自重，降低能耗，延长产品的服役寿命。

目前，2A12铝合金是导航惯性仪表领域的常用材料。由于导航惯性仪表应用环境的特殊性，长期工作在剧烈变化的交变温度场中，因此，要求其用材料的组织均匀性好、残余应力低和微屈服强度高，否则，将导致仪表在使用过程中的尺寸不稳定，进而降低惯性仪表的导航精度，引起导航误差，甚至会诱发空中灾难。

现有技术中，2A12铝合金材料常规的使用状态为T6热处理。仅经过这种处理，得到的材料在长期交变温度环境中服役时，表面极易软化变形，造成合金的整体尺寸改变。因此，现有技术处理后得到的铝合金，表面稳定性较差，使得服役时材料整体的尺寸稳定性不高。

刘海峰等（专利号201210056797.8）：在铝合金热处理过程中同时应用了175-185℃时效和245-255℃过时效两种时效处理工艺，在完成温度为490-500℃时间为0.5-6小时的固溶处理后,进行时效处理。应用该方法处理最佳的室温尺寸变化率在0.03%左右。

肖来荣等（专利号201610246514.4）：将经过双级均匀化处理的铝合金，依次进行多道次热轧、多道次换向冷轧、双级固溶水淬处理、双级时效处理。应用该方法可得到晶粒尺寸均匀、组织稳定和残余应力较小的铝合金，其最佳的室温尺寸变化率为0.01%。

现有技术处理的2A12铝合金材料应用在导航惯性仪表等领域时，因交变温度、热应力等作用，材料会发生组织结构、应力状态的明显变化，特别是在交变温度场的作用下，材料表面易于软化，内部基体易发生相转变，从而加剧材料的尺寸不稳定；上述种种，均会导致2A12铝合金材料的热稳定性变差，甚至产生形变，这种微小的形变导致的误差，将显著降低飞行器的精度和使用寿命。对于导航惯性仪表的长期使用造成极为不利的影响。

因此，研究一种有效改善铝合金稳定性的方法，成为本领域的亟需。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法；本发明处理后的铝合金表面组织均匀、与基体结合良好，内部组织结构稳定、残余应力较低。

本发明一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法，是将2A12铝合金依次进行表面预处理、超声化学镀和后续热处理。

本发明一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法，表面预处理是首先将冷轧态2A12铝合金进行机械打磨1-3min，之后置于无水乙醇溶液中清洗3-5min；然后，将清洗后的2A12铝合金置于由PdCl₂和盐酸组成的活化液中，进行超声活化处理5-10min后置于无水乙醇溶液中超声清洗3-5min。

本发明一种表面处理结合后续热处理调控铝合金稳定性的方法，超声活化处理工艺中，每升活化液中含有的各组分的量为：PdCl₂为1-1.5g/L；盐酸为25-35mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-30%。