一种2017铝合金板材的加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种2017铝合金板材的加工方法，包括：将2017铝合金板材在490～510℃淬火，保温5～30小时；将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为20～30kv/cm，温度为380～420℃，保温时间为1～10小时；压缩变形后，对2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理。本发明在铝合金板材淬火后，首先在电场-温度多外场下进行一级时效处理，然后施加压缩变形，在电场-温度多外场下进行二级时效处理，从而在多级时效处理、压缩变形、电场以及温度的多重作用下，减少了2017铝合金的晶间腐蚀以及应力腐蚀，保证了2017铝合金板材具有良好的耐腐蚀性能。
【专利说明】一种2017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2017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] 2017铝合金为铝-铜-镁系中的典型硬铝合金，强度高，广泛用于飞机结构、铆钉、 卡车轮毂、螺旋桨元件及其他结构件。2017铝合金在热状态、退火和新淬火状态下成形性能 都比较好，热处理强化效果显著，但是抗蚀性较差。
[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2017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2017铝合金板材的加工方法，该方法提高 了 2017铝合金板材的耐腐蚀性。
[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种2017铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤a)将2017铝合金板材在490?510°C淬火，保温5?30小时；
[0009] 步骤b)将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度 为20?30kv/cm，温度为380?420°C，保温时间为1?10小时；
[0010] 步骤C)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1 %?3%的压 缩变形；
[0011] 步骤d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处 理，电场强度为1?l〇kv/cm，温度为340?370°C，保温时间为1?10小时。
[0012] 优选的，所述淬火的温度为495°C?510°C。
[0013] 优选的，所述步骤a)的保温时间为10?20小时。
[0014] 优选的，所述一级时效处理的电场强度为22?28kv/cm。
[0015] 优选的，所述一级时效处理的温度为380?400°C。
[0016] 优选的，所述一级时效处理的保温时间为1?5小时。
[0017] 优选的，对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1%?2%的压 缩变形。
[0018] 优选的，所述二级时效处理的电场强度为2?6kv/cm。
[0019] 优选的，所述二级时效处理的温度为350?360°C。
[0020] 优选的，还包括：
[0021] 将二级时效处理后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行三级时效处理， 电场强度为11?18kv/cm，温度为380?420°C，保温时间为1?5小时。
[0022] 本发明提供了一种2017铝合金板材的加工方法，包括：将2017铝合金板材在 490?510°C淬火，保温5?30小时；将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级 时效处理，电场强度为20?30kv/cm，温度为380?420°C，保温时间为1?10小时；压缩 变形后，对2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理。与现有技术相比， 本发明在铝合金板材淬火后，首先在电场-温度多外场下进行一级时效处理，然后施加压 缩变形，在电场-温度多外场下进行二级时效处理，从而在多级时效处理、压缩变形、电场 以及温度的多重作用下，减少了 2017铝合金的晶间腐蚀以及应力腐蚀，保证了 2017铝合金 板材具有良好的耐腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0023] 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。
[0024] 本发明实施例公开了一种2017铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：步骤a)将 2017铝合金板材在490?510°C淬火，保温5?30小时；步骤b)将2017铝合金板材在电 场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为20?30kv/cm，温度为380?420°C，保 温时间为1?10小时；步骤c)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加 1 %?3 %的压缩变形；步骤d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进 行二级时效处理，电场强度为1?lOkv/cm，温度为340?370°C，保温时间为1?10小时。
[0025] 本发明在铝合金板材淬火后，首先在电场-温度多外场下进行一级时效处理，然 后施加压缩变形，在电场-温度多外场下进行二级时效处理，从而在多级时效处理、压缩 变形、电场以及温度的多重作用下，减少了 2017铝合金的晶间腐蚀以及应力腐蚀，保证了 2017铝合金板材具有良好的耐腐蚀性能。
[0026] 按照本发明，所述2017铝合金板材的成分包括：0· 2wt%?0· 8wt%的（重量百 分比）的SK0· 7wt%的Fe、3. 5wt%?4. 5wt%的Cu、0. 4wt%?lwt%的Mn、0. 4wt%? 0· 8wt% 的Mg、< 0·lwt% 的Cr、< 0· 25wt% 的Zn、< 0· 15wt% 的Ti、余量的Al。
[0027] 按照本发明，将2017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2017错合金板材的厚度优选为5mm?50mm，更优选为IOmm?30mm，最优选为 26mm〇
[0028] 轧制2017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495°C?510°C，更优选为510°C。所述淬火的保温时间优选为10?20小时，更 优选为10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。
[0029] 淬火后，将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理。所述一级 时效处理的电场强度优选为22?28kv/cm，更优选为23?27kv/cm，更优选为24?26kv/ cm;所述一级时效处理的温度优选为380?400°C，更优选为390°C;所述一级时效处理的保 温时间优选为1?5小时，更优选为2?4小时。
[0030] 为了进一步提高2017铝合金板材最终的强度以及提高铝合金的耐腐蚀性能，对 一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1 %?3 %的压缩变形，更优选的，对 一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1 %?2 %的压缩变形；最优选的，对 一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加2%的压缩变形。
[0031] 对于施加压缩变形的温度，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压缩变形。对于施加压缩变形的方法和设备，本发明无特别的限 制，优选在轧机上进行。
[0032] 然后，进一步对压缩变形后的2017铝合金板材进行二级时效处理。所述二级时 效处理的电场强度优选为3?5kv/cm，更优选为4kv/cm;所述二级时效处理的温度优选为 350?360°C，更优选为355°C;所述二级时效处理的保温时间优选为1?5小时，更优选为 2?4小时，更优选为3小时。
[0033] 本发明将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理和二级时效 处理，并且与压缩变形结合使用，时效处理的温度、时间、电场强度等，保证了 2017铝合金 板材在具有良好力学性能的同时,提高了 2017铝合金板材耐腐蚀性能。
[0034] 作为优选方案，本发明还包括：将二级时效处理后的2017铝合金板材在电场-温 度多外场下进行三级时效处理，电场强度为11?18kv/cm，温度为380?420°C，保温时间 为1?5小时。所述三级时效处理的电场强度优选为11?13kv/cm，更优选为12?13kv/ cm;所述三级时效处理的温度优选为380?400°C，更优选为390°C;保温时间优选为1?2 小时，更优选为2小时。
[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26mm的2017错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 500°C，保温时间为10小时，冷却方式为水冷；
[0039] b)将2017错合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为 25kv/cm，温度为380°C，保温时间为1小时；
[0040] C)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加2%的压缩变形； [0041]d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理，电 场强度为5kv/cm，温度为350°C，保温时间为5小时。
[0042] 实施例2
[0043] a)取厚度为26mm的2017错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 500°C，保温时间为10小时，冷却方式为水冷；
[0044] b)将2017错合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为 20kv/cm，温度为420°C，保温时间为1小时；
[0045] c)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1 %的压缩变形；
[0046] d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理，电 场强度为5kv/cm，温度为350°C，保温时间为5小时。
[0047] 实施例3
[0048] a)取厚度为26mm的2017错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 500°C，保温时间为10小时，冷却方式为水冷；
[0049] b)将2017错合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为 30kv/cm，温度为400°C，保温时间为10小时；
[0050] c)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加3%的压缩变形；
[0051]d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理，电 场强度为3kv/cm，温度为350°C，保温时间为5小时。
[0052] 实施例4
[0053] a)取厚度为26mm的2017错合金板材，将所述错合金板材淬火，淬火时的温度为 500°C，保温时间为10小时，冷却方式为水冷；
[0054] b)将2017错合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为 30kv/cm，温度为400°C，保温时间为10小时；
[0055] c)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加3%的压缩变形；
[0056] d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理，电 场强度为9kv/cm，温度为370°C，保温时间为2小时；
[0057] e)将二级时效处理后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行三级时效处 理，电场强度为15kv/cm，温度为390°C，保温时间为3小时。
[0058] 分别将未经加工的2017铝合金试样以及实施例1?4时效处理后的2017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。
[0059] 表1实施例的铝合金板材的腐蚀失重结果
[0060]
【权利要求】
1. 一种2017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2017铝合金板材在490?510°C淬火，保温5?30小时； 步骤b)将2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行一级时效处理，电场强度为 20?30kv/cm，温度为380?420°C，保温时间为1?10小时； 步骤c)对一级时效处理后的2017铝合金板材在厚度方向上施加1 %?3%的压缩变 形； 步骤d)将压缩变形后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行二级时效处理， 电场强度为1?l〇kv/cm，温度为340?370°C，保温时间为1?10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495°C?510°C。
3. 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10?20 小时。
4. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一级时效处理的电场强度为 22 ?28kv/cm。
5. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一级时效处理的温度为380? 400。。。
6. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述一级时效处理的保温时间为1? 5小时。
7. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对一级时效处理后的2017铝合金板 材在厚度方向上施加1 %?2%的压缩变形。
8. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述二级时效处理的电场强度为2? 6kv/cm〇
9. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述二级时效处理的温度为350? 360。。。
10. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，还包括： 将二级时效处理后的2017铝合金板材在电场-温度多外场下进行三级时效处理，电场 强度为11?18kv/cm，温度为380?420°C，保温时间为1?5小时。
【文档编号】C22F1/057GK104357775SQ201410578248
【公开日】2015年2月18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