一种2024铝合金板材的加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种2024铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：将2024铝合金板材在510～530℃淬火，保温20～40小时；将淬火后的2024铝合金板材在-50～-30℃保温2～10小时；对2024铝合金板材在厚度方向上施加2％～4％的拉伸变形；将拉伸变形后的2024铝合金板材在160～180℃保温5～18小时。与现有技术相比，本发明在铝合金板材淬火后，首先进行低温时效处理，然后对其施加拉伸变形，提高了其力学性能。并且，通过低温时效处理、拉伸变形以及高温时效处理结合使用，控制高温时效处理以及低温时效处理的温度，保证了2024铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了2024铝合金板材耐腐蚀性。
【专利说明】一种2024铝合金板材的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝合金【技术领域】，尤其涉及一种2024铝合金板材的加工方法。
【背景技术】
[0002] 铝合金是以铝为基的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素 有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成 各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。
[0003] 铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：铸造铝合金按化学 成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，铸造铝合金在铸态下 使用。变形铝合金能承受压力加工，可加工成各种形态、规格的铝合金材，主要用于制造航 空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝 合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强 化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以 通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金 等。
[0004] 2024铝合金属Al-Cu-Mg系铝合金，是一种高强度硬铝，可进行热处理强化，在淬 火和刚淬火状态下塑性中等，点焊焊接良好，用气焊时有形成晶间裂纹的倾向，合金在淬火 和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低，但是其耐腐蚀性不高。2024铝合金主 要用于制作各种高负荷的零件和构件，如飞机上的骨架零件，蒙皮，隔框，翼肋，翼梁，铆钉 等150°C以下工作零件。
[0005] 申请号为200710072139. 7的中国专利文献公开了一种航空用铝合金预拉伸板材 及其生产方法，包括步骤：将铝合金毛料在468°C?472°C的条件下进行淬火，在淬火后的 4?6小时内用拉伸机对毛料按照拉伸量为1. 5?3. 0%的参数进行预拉伸，并在温度为 115°C?125°C，保温时间为14?18小时的条件下对于拉伸后的毛料进行时效处理。该专 利解决的问题是板材在淬火的急速冷却过程中，板材的表面层与板材的中心层的冷却速度 不一致，而使板材表面和中心产生残余应力，从而产生加工变形的问题。然而，该专利公开 的方法不能提高2024铝合金的耐腐蚀性。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题在于提供一种2024铝合金板材的加工方法，该方法提高 了 2024铝合金板材的耐腐蚀性。
[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种2024铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤a)将2024铝合金板材在510?530°C淬火，保温20?40小时；
[0009] 步骤b)将淬火后的2024铝合金板材在-50?-30°C保温2?10小时；
[0010] 步骤c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸变形；
[0011] 步骤d)将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?180°C保温5?18小时。
[0012] 优选的，所述淬火的温度为510°C?518°C。
[0013] 优选的，所述淬火的温度为515°C。
[0014] 优选的，所述步骤a)的保温时间为30?35小时。
[0015] 优选的，所述步骤b)为：
[0016] 将淬火后的2024铝合金板材在-40?-30°C保温6?9小时。
[0017] 优选的，所述步骤b)为：
[0018] 将淬火后的2024铝合金板材在-40?-35°C保温7?8小时。
[0019] 优选的，对2024铝合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸变形。
[0020] 优选的，对所述2024铝合金施加拉伸变形是在室温条件下进行的。
[0021] 优选的，所述步骤d)为：
[0022] 将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?170°C保温10?15小时。
[0023] 优选的，所述2024错合金板材的厚度为15mm?20mm。
[0024] 本发明提供了一种2024铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：将2024铝合金板 材在510?530°C淬火，保温20?40小时；将淬火后的2024铝合金板材在-50?-30°C 保温2?10小时；对2024铝合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸变形；将拉伸变 形后的2024铝合金板材在160?180°C保温5?18小时。与现有技术相比，本发明在铝 合金板材淬火后，首先进行低温时效处理，然后对其施加拉伸变形，提高了其力学性能。并 且，通过低温时效处理、拉伸变形以及高温时效处理结合使用，控制高温时效处理以及低温 时效处理的温度，保证了 2024铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了 2024铝合金 板材耐腐蚀性。
【具体实施方式】
[0025] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0026] 本发明实施例公开了一种2024铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：步骤a)将 2024铝合金板材在510?530°C淬火，保温20?40小时；步骤b)将淬火后的2024铝合金 板材在-50?_30°C保温2?10小时；步骤c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加2%? 4%的拉伸变形；步骤d)将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?180°C保温5?18小 时。
[0027] 本发明将铝合金板材淬火后，对其进行低温时效处理，然后施加拉伸变形，并且进 行高温时效处理。通过低温时效处理、拉伸变形以及高温时效处理结合使用，并且分别对拉 伸变形量以及时效处理的温度、时间进行调节，保证了 2024铝合金板材具有良好力学性能 的同时，提高了其耐腐蚀性。
[0028] 按照本发明，所述2024铝合金板材的成分包括：<0.5wt% (重量百分比）的Si、 < 0· 5wt% 的 Fe、3. 8wt%?4. 9wt% 的 Cu、0. 3wt%?0· 9wt% 的 Μη、I. 2wt%?I. 8wt% 的 Mg、< 0· lwt% 的 Cr、< 0· 25wt% 的 Zn、< 0· 15wt% 的 Ti、余量的 Al。
[0029] 按照本发明，将2024铝合金铸成铝合金铸锭后，乳制所述铝合金铸锭形成铝合金 板材，所述轧制包括一次或多次热轧，和在一次热轧之后的冷轧、或在多次热轧之间的冷轧 或多次热轧之后的冷轧。对于热轧温度，优选为450°C?500°C，优选为460?480°C。按照 本发明，所述2024错合金板材的厚度优选为16mm?19mm，更优选的，所述2024错合金板材 的厚度优选为17mm?18mm。
[0030] 轧制2024铝合金得到铝合金板材后，对铝合金板材进行淬火处理。对于淬火温 度，优选为510°C?518°C，更优选为515°C。所述淬火的保温时间优选为30?35小时，更 优选为32小时。保温后，对于淬火的冷却方法，本发明无特别限制，可以采用本领域技术人 员熟知的方法，例如油冷或水冷。
[0031] 淬火后，对淬火后的铝合金板材进行低温时效处理。所述步骤b)优选为将淬火后 的2024铝合金板材在-40?-30°C保温6?9小时；更优选的，将淬火后的2024铝合金板 材在-40?-35°C保温7?8小时。
[0032] 步骤b)完成后，为了进一步提高2024铝合金板材最终的强度以及提高铝合金的 耐腐蚀性能，对铝合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸变形，更优选的，对淬火后 的铝合金在厚度方向上施加3%的拉伸变形。对于施加拉伸变形的温度，优选在室温下进 行。即保持铝合金板的温度在室温，然后对其在厚度方向上施加拉伸变形。对于施加拉伸 变形的方法和设备，本发明无特别的限制，优选在轧机上进行。
[0033] 然后，进一步对拉伸变形后的2024铝合金板材进行时效处理。所述步骤d)优选 为将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?170°C保温10?15小时，更优选的将拉伸变 形后的2024铝合金板材在165°C保温12小时。
[0034] 本发明通过低温时效处理与拉伸变形处理、高温时效处理结合使用，并且控制高 温时效处理以及低温时效处理的温度，以及拉伸变形量，保证了 2024铝合金板材在具有较 高的硬度的同时，其晶间腐蚀减少，提高了 2024铝合金板材耐腐蚀性。
[0035] 本发明所述时效处理是指本领域技术人员熟知的将冷变形后的铝合金加热或降 温至一定温度进行保温的工序。
[0036] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说 明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0037] 实施例1
[0038] a)取厚度为15mm的2024错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 515°C，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
[0039] b)将淬火后的2024铝合金板材在_35°C保温8小时；
[0040] c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸变形；
[0041] d)对拉伸变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为170°C， 保温时间为10小时。
[0042] 实施例2
[0043] a)取厚度为15mm的2024错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 515°C，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
[0044] b)将淬火后的2024铝合金板材在_40°C保温5小时；
[0045] c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加3%的拉伸变形；
[0046] d)对拉伸变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为160°C， 保温时间为10小时。
[0047] 实施例3
[0048] a)取厚度为15mm的2024铝合金板材，将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为 515°C，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
[0049] b)将淬火后的2024铝合金板材在-30°C保温8小时；
[0050] c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加2%的拉伸变形；
[0051] d)对拉伸变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为160°C， 保温时间为10小时。
[0052] 实施例4
[0053] a)取厚度为15mm的2024错合金板材,将所述错合金板材淬火,淬火时的温度为 515°C，保温时间为4小时，冷却方式为水冷；
[0054] b)将淬火后的2024铝合金板材在_40°C保温8小时；
[0055] c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加4%的拉伸变形；
[0056] d)对拉伸变形后的铝合金板材高温时效处理，高温时效处理时的温度为180°C， 保温时间为5小时。
[0057] 分别将未经加工的2024铝合金试样以及实施例1?4时效处理后的2024铝合金 试样放入10% NaOH和5% HCl溶液中，在室温腐蚀100小时，腐蚀失重结果如表1所示。
[0058] 表1实施例的铝合金板材的腐蚀失重结果
[0059]
【权利要求】
1. 一种2024铝合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤a)将2024铝合金板材在510?530°C淬火，保温20?40小时； 步骤b)将淬火后的2024铝合金板材在-50?-30°C保温2?10小时； 步骤c)对2024铝合金板材在厚度方向上施加2%?4%的拉伸变形； 步骤d)将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?180°C保温5?18小时。
2. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为510°C?518°C。
3. 根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为515°C。
4. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤a)的保温时间为30?35 小时。
5. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b)为： 将淬火后的2024铝合金板材在-40?-30°C保温6?9小时。
6. 根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b)为： 将淬火后的2024铝合金板材在-40?-35°C保温7?8小时。
7. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对2024铝合金板材在厚度方向上施 加3%的拉伸变形。
8. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对所述2024铝合金施加拉伸变形是 在室温条件下进行的。
9. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤d)为： 将拉伸变形后的2024铝合金板材在160?170°C保温10?15小时。
10. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述2024铝合金板材的厚度为 15mm ?20mm〇
【文档编号】C22F1/057GK104372269SQ201410576599
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】陈帆 申请人:陈帆