一种2014铝合金板材的加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种2014铝合金板材的加工方法，包括：将2014铝合金板材在510～530℃淬火，保温2～50小时；对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向上施加2％～8％的压缩变形；对压缩变形后的2014铝合金板材进行低温时效处理，然后进行高温时效处理。与现有技术相比，本发明在铝合金板材淬火后，对其施加压缩变形，提高了其力学性能。并且，通过低温时效处理与高温时效处理结合使用，并且控制低温时效处理的温度为-40～-30℃，保证了2014铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了2014铝合金板材耐腐蚀性。
【专利说明】一种2014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2014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] 2014铝合金从成分看属于硬铝合金和锻铝合金，与2A50铝合金相比，其含铜量较 高，故强度较高，热强性较好。2014铝合金具有良好的可切削性，接触焊、点焊和滚焊性能良 好，可进行热处理强化，有挤压效应，但是其耐蚀性不高。
[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2014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2014铝合金板材的加工方法，该方法提高 了 2014铝合金板材的耐腐蚀性。
[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种2014铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：
[0008] 将2014铝合金板材在510?530°C淬火，保温2?50小时；
[0009] 对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向上施加2%?8%的压缩变形；
[0010] 对压缩变形后的2014铝合金板材进行低温时效处理，然后进行高温时效处理，所 述低温时效处理具体为：
[0011] 在-40?-30°c保温5?20小时。
[0012] 优选的，所述淬火的温度为520°C?530°C。
[0013] 优选的，所述淬火的温度为520°C。
[0014] 优选的，所述淬火的保温时间为3?5小时。
[0015] 优选的，对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向上施加3%?5%的压缩变形。
[0016] 优选的，所述低温时效处理具体为：
[0017] 在-35?-KTC保温8?12小时。
[0018] 优选的，所述低温时效处理具体为：
[0019] 在-32?-KTC保温10小时。
[0020] 优选的，所述高温时效处理具体为：
[0021] 在230?280°C保温6?15小时。
[0022] 优选的，所述高温时效处理具体为：
[0023] 在230?250°C保温8?11小时。
[0024] 优选的，对所述2014铝合金施加压缩变形是在室温条件下进行的。
[0025] 本发明提供了一种2014铝合金板材的加工方法，包括：将2014铝合金板材在 510?530°C淬火，保温2?50小时；对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向上施加2%? 8%的压缩变形；对压缩变形后的2014铝合金板材进行低温时效处理，然后进行高温时效 处理。与现有技术相比，本发明在铝合金板材淬火后，对其施加压缩变形，提高了其力学 性能。并且，通过低温时效处理与高温时效处理结合使用，并且控制低温时效处理的温度 为-40?-30°C，保证了 2014铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了 2014铝合金 板材耐腐蚀性。
【具体实施方式】
[0026] 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。
[0027] 本发明实施例公开了一种2014铝合金板材的加工方法，包括以下步骤：将2014铝 合金板材在510?530°C淬火，保温2?50小时；对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向 上施加2 %?8 %的压缩变形；对压缩变形后的2014铝合金板材进行低温时效处理，然后进 行高温时效处理，所述低温时效处理具体为：在-40?-30°C保温5?20小时。
[0028] 本发明在铝合金板材淬火后，对其施加压缩变形，提高了其力学性能。并且，通过 低温时效处理与高温时效处理结合使用，并且控制低温时效处理的温度为-40?-30°C，保 证了 2014铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了 2014铝合金板材耐腐蚀性。
[0029] 按照本发明，所述2014铝合金板材的成分包括：0· 5wt%?I. 2wt% (重量百分 比）的SK0· 7wt% 的Fe、3. 9wt% ?5wt% 的Cu、0. 4wt% ?1. 2% 的Mn、0. 2wt% ?0· 8% 的Mg、< 0·lwt% 的Cr、< 0· 25wt% 的Zn、< 0· 15wt% 的Ti、余量的Al。
[0030] 按照本发明，将2014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。或者，将2014铝合金铸成铝合金铸锭后，乳制所述铝合金铸锭形 成棒材。对于热轧温度，优选为400°C?500°C，优选为430?480°C。按照本发明，所述 2014错合金板材的厚度优选为IOmm?30mm，更优选的，所述2014错合金板材的厚度优选 为15mm?30mm，更优选的，所述2014错合金板材的厚度为20?30mm。
[0031] 轧制2014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520°C?530°C，更优选为520°C。所述淬火的保温时间优选为3?5小时，更优 选为3?4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。
[0032] 淬火后，为了提高2014铝合金板材最终的强度，本发明提供对淬火后的铝合金板 材在厚度方向上施加2 %?8 %的压缩变形，更优选的，对淬火后的铝合金在厚度方向上施 加3%?8%的压缩变形。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。
[0033] 对淬火后的2014铝合金施加压缩变形后，对铝合金进行低温时效处理，然后进 行高温时效处理。所述低温时效处理优选为在-35?-30°C保温8?12小时，更优选为 在-32?-KTC保温10小时。所述高温时效处理优选为在230?280°C保温6?15小时， 更优选为在230?250°C保温8?11小时。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。
[0034] 将淬火后的铝合金施加压缩变形后，在后续的时效处理过程中，有利于提高时效 处理后的铝合金板材性能。
[0035] 本发明通过低温时效处理与高温时效处理结合使用，并且控制低温时效处理的温 度为-40?-30°C，保证了 2014铝合金板材在具有良好力学性能的同时，提高了 2014铝合 金板材耐腐蚀性。
[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20mm的2014铝合金板材；
[0039]b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为520°C，保温时间为4小时，冷却方式 为水冷；
[0040] C)取淬火后的铝合金板材试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加5%的压 缩变形；
[0041] d)对压缩变形后的铝合金板材低温时效处理，低温时效处理时的温度为-30°C， 保温时间为10小时；
[0042]e)进行高温时效处理，高温时效处理时的温度为250°C，保温时间为10小时。
[0043] 实施例2
[0044] a)取厚度为20mm的2014铝合金板材；
[0045]b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为520°C，保温时间为4小时，冷却方式 为水冷；
[0046]c)取淬火后的铝合金板材试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加5%的压 缩变形；
[0047]d)对压缩变形后的铝合金板材低温时效处理，低温时效处理时的温度为_32°C， 保温时间为10小时；
[0048]e)进行高温时效处理，高温时效处理时的温度为230°C，保温时间为10小时。
[0049] 实施例3
[0050] a)取厚度为20mm的2014铝合金板材；
[0051]b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为520°C，保温时间为4小时，冷却方式 为水冷；
[0052]c)取淬火后的铝合金板材试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加3%的压 缩变形；
[0053]d)对压缩变形后的铝合金板材低温时效处理，低温时效处理时的温度为-38°C， 保温时间为10小时；
[0054]e)进行高温时效处理，高温时效处理时的温度为280°C，保温时间为10小时。
[0055] 实施例4
[0056] a)取厚度为20mm的2014错合金板材；
[0057]b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为520°C，保温时间为4小时，冷却方式 为水冷；
[0058]c)取淬火后的铝合金板材试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加8%的压 缩变形；
[0059]d)对压缩变形后的铝合金板材低温时效处理，低温时效处理时的温度为-40°C， 保温时间为20小时；
[0060]e)进行高温时效处理，高温时效处理时的温度为250°C，保温时间为10小时。
[0061] 分别将未经加工的2014铝合金试样以及实施例1?4时效处理后的2014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。 [0062]表1实施例的铝合金板材的腐蚀失重结果
[0063]
【权利要求】
1. 一种2014铝合金板材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 将2014铝合金板材在510?530°C淬火，保温2?50小时； 对淬火后的2014铝合金板材在厚度方向上施加2 %?8%的压缩变形； 对压缩变形后的2014铝合金板材进行低温时效处理，然后进行高温时效处理，所述低 温时效处理具体为： 在-40?-30°C保温5?20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520°C?530°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520°C。
4. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的保温时间为3?5小时。
5. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对淬火后的2014铝合金板材在厚度 方向上施加3%?5%的压缩变形。
6. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述低温时效处理具体为： 在-35?-30°C保温8?12小时。
7. 根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述低温时效处理具体为： 在-32?-30°C保温10小时。
8. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述高温时效处理具体为： 在230?280°C保温6?15小时。
9. 根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述高温时效处理具体为： 在230?250°C保温8?11小时。
10. 根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对所述2014铝合金施加压缩变形是 在室温条件下进行的。
【文档编号】C22F1/057GK104357776SQ201410578286
【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