[发明专利]一种可热处理强化铝合金薄板的完全退火方法

说明书

本发明一种可热处理强化铝合金薄板的完全退火方法，先采用气垫式连续热处理炉对合金进行一阶退火处理，再采用箱式退火炉对合金进行二阶退火处理，一阶退火处理开卷后进行，配合一阶退火处理工艺，铝合金卷材表面油污完全挥发，不会形成退火油斑，再配合箱式退火炉二阶退火处理，能够得到完全退火的铝合金卷材，且实现了箱式退火炉的“随炉缓冷”；利用本发明方法生产的完全退火状态可热处理强化铝合金薄板，不仅具有较软的力学性能，还拥有优异的表面质量以及均匀、细小的晶粒组织，能够满足航空航天等高端领域的使用需求。

技术领域

本发明涉及铝合金板材加工技术领域，具体涉及一种可热处理强化铝合金薄板的完全退火方法。

背景技术

完全退火是用于铝合金产品热处理方法的一种，主要作用是消减铝合金工件在轧制、挤压或锻造生产过程中引入的加工硬化和残余应力。为保证退火后获得最低强度，传统对可热处理强化铝合金完全退火的工艺是将产品加热到再结晶温度以上（一般为320℃～410℃）并保温一段时间，待产品充分再结晶后，再以缓慢的冷却速度（一般是随炉缓冷，冷却速率≤30℃/h）冷却至260℃甚至200℃以后再出炉空冷。上述热处理工艺的实质是：在再结晶温度以上使产品从储能较高的变形状态组织，通过再结晶重新形成无畸变的新晶粒；在退火冷却的过程中提供非常缓慢的冷却速度，避免产生淬火效应使合金再次硬化。

箱式退火炉是一种周期式热处理炉，合金薄板以卷材形式放置于耐热料架并通过一台可进出炉子的小车实施布料，卷材中间有钢套筒穿过使之架于料架的两端。备好料后，热处理卷材与整个料架、套筒一起进炉进行热处理。这种热处理方法保温效果较好，能够控制炉冷降温速度，是目前行业内对可热处理强化铝合金薄板进行完全退火的主要方法。但是采用箱式退火炉进行完全退火热处理时，由于生产时铝合金薄板为卷带形式，没有充分展开，所以其表面的油污不易完全挥发，始终会有一部分会残留在铝合金的表面而形成退火油斑，最终导致铝合金薄板的表面质量较低。薄板在箱式退火炉中是以卷带方式加热，热量靠传导逐渐从卷外传到卷内，随着卷带直径的增大，加热时间也要增加；同时由于料架、套筒、卷材一起堆放的影响，加热和均温的时间有时长达十几个小时。在这样长的加热过程中，板材内部积累的形变储能大部分被回复过程消耗，不仅使再结晶形核率降低，同时卷内外层存在温度差异，卷外层长时间处于高温下，晶粒长大特别严重，结果造成卷内外晶粒严重不均，致使薄板的物理性能和机械性能不一致。

气垫式连续热处理炉也是一种周期性热处理炉，卷材经开卷机后以展开的形式通过热处理段的炉体，炉风从垂直方向的上下侧吹向带材表面，使薄板在气流作用下漂浮移动。这种生产方式既能实现对薄板带的快速加热，也可获得优质的表面质量。但由于薄板带也是以展开的形式冷却，不具备实现“随炉缓冷”的条件，所以一般认为不适于进行可热处理强化铝合金的完全退火热处理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可热处理强化铝合金薄板的完全退火方法，通过在气垫式连续热处理炉实施一阶退火，完成后重新卷取并进入箱式退火炉实施二阶退火，最终获得良好表面质量以及均匀、细小晶粒的完全退火状态铝合金薄板。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种可热处理强化铝合金薄板的完全退火方法，包括以下步骤：

（1）一阶退火处理：炉内炉气定温320℃～410℃，开卷后的铝合金薄板以5m/min～30m/min的速度连续通过气垫式连续热处理炉，通过加热炉体后进入冷却段将铝合金薄板冷却至室温，重新将铝合金薄板卷曲成卷带形式，得到一阶退火的卷带；

（2）二阶退火处理：

2.1）将所述的一阶退火的卷带送入箱式退火炉，退火炉炉气以最快速度升至要求的退火温度以上40℃～60℃；

2.2）当测量的金属温度到达要求退火温度以下40℃～60℃时，炉气温度设定改为要求的退火温度允许上限；

2.3）当测量的金属温度达到要求退火温度的下限时开始计算保温时间，保温时间在2.8h～3.2h；