[发明专利]一种ZL205A铝合金的强韧化处理工艺

说明书

本发明公开了一种ZL205A铝合金的强韧化处理工艺，属于合金制备技术领域，包括以下步骤：S1、室温下，将ZL205A铝合金板材轧制为原始厚度的50％～85％，之后将轧制后的板材在350～550℃再结晶退火处理；重复轧制与再结晶退火工艺多次，得到总变形量为27％～75％的ZL205A铝合金板材；S2、将经过S1处理的板材置于450～550℃下保温，制得强韧化的ZL205A铝合金板材；本发明通过多次冷轧再结晶退火处理和固溶处理，使得ZL205A合金Al₂Cu相明显细化，合金材料的强度和塑性均得到了提升。

技术领域

本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种ZL205A铝合金的强韧化处理工艺。

背景技术

有色金属中，铝及铝合金是利用最为普遍的一类金属结构材料。但工业上的纯铝强度很低，故不适合用作承载的结构部件，通常在纯铝中加入一定比例的合金元素，从而得到强度高且铸造性能好的铝合金。铝合金按成型工艺可以分为铸造铝合金和变形铝合金两种，其中铸造铝合金是指用重力浇注或压铸等铸造方法制造零件或毛坯的铝合金。铸造铝合金中含有合金元素数量比较多，占总质量分数的5％～25％。Al-Cu系合金作为一类具有代表性的高强铸造铝合金，具有较高的强度和优良的塑韧性、高温性能和切削加工性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子、建材、船舶等领域。

Al-Cu系高强铸造铝合金种类较多，其中典型代表为ZL205A合金。ZL205A合金的综合性能全面超越了国际上同类型合金，为我国航空航天、民用工业等发展做出了巨大贡献。但由于ZL205A合金成分复杂、结晶温度范围宽、铸造成型工艺难控制等因素，合金在冶炼过程中很容易产生夹杂、裂纹、缩孔等铸造缺陷，使得合金的铸造性能难以满足服役要求。

ZL205A铝合金通常由较软的α-Al基体相与较硬的Al₂Cu第二相组成。其中，晶粒尺寸与第二相分布对合金的力学性能有重要的影响。随着社会的发展，人们开始尝试利用各种加工方法来改善铸造铝合金的微观组织，进而提升其力学性能。变质处理晶粒细化效果明显，但变质剂种类和工艺需要根据不同牌号的铝合金做出改动；快速凝固技术所需要的工艺过程复杂，制备成本高，在实际生产中应用较少；半固态金属加工技术成型过程复杂，生产成本高；固溶加时效处理后虽然可明显提高强度与塑性，但处理后晶粒组织相对于热机械处理较为粗大；等通道转角挤压技术(ECAP)由于合金太脆而无法在室温下强塑性变形，必须在高温下进行，能耗较大。

综上，上述现有的各铸造工艺在调控ZL205A铝合金力学性能方面都存在一定的缺点，如何通过简单的手段有效地改善ZL205A铝合金力学性能还需要进一步研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种ZL205A铝合金的强韧化处理工艺，通过多次轧制与再结晶退火，并结合固溶强化，可以改善ZL205A合金中微观组织，提高ZL205A合金的塑性和强度；冷轧工艺可提高板材力学性能和轧件质量，并适宜进行工业化大生产，应用范围广，但是，由于铸态ZL205A合金存在铸造缺陷以及偏析，冷塑性变形能力差，易产生开裂；本发明通过多次冷轧，使晶粒持续细化，并产生异构组织，使机械性能得以提高，同时，在此基础上结合固溶强化，析出强化与位错强化手段，可获得超强铝铜合金，具体通过以下方案实现：

一种ZL205A铝合金的强韧化处理工艺，包括以下步骤：

S1、多次冷轧与再结晶退火处理

室温下，将ZL205A铝合金板材轧制为原始厚度的50％～85％，之后将轧制后的板材在350～550℃再结晶退火处理；重复轧制与再结晶退火工艺多次，得到总变形量为27％～75％的ZL205A铝合金板材；

S2、固溶处理

将经过S1处理的板材置于450～550℃下保温，制得强韧化的ZL205A铝合金板材。

优选地，还包括预应变与时效处理，具体包括以下步骤：