控制铝合金拉伸成型表面橘皮效应的热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝合金一次拉伸成型中材料表面质量的一种控制方法，更确切地说， 本发明涉及铝合金板材一次拉伸成型过程消除表面橘皮效应的热处理工艺条件。
【背景技术】
[0002] 铝合金在拉伸成型过程中，产生表面橘皮效应。采用表面粗糙度（Ra)表征试样表 面橘皮效应程度。表面橘皮效应不仅影响了材料表面的美观，而且使材料厚度不均匀，从而 降低材料的力学性能。因此降低拉伸成型的试样的表面粗糙化程度成为一个亟待解决的问 题。材料表面粗糙化的产生是由于材料的微观不均匀性及晶粒内部形变的不均匀性造成 的。材料的表面粗糙化程度与材料的晶粒大小相关。
[0003] 铝合金的热处理工艺（固溶温度、保温时间、淬火介质）对其晶粒大小有重要影响。 固溶温度过高，引起过烧；温度过低，材料的固溶处理过程不充分，导致材料的力学性能降 低。保温时间越短，材料固溶处理过程不充分；时间过长导致晶粒长大。在一定范围内，淬 火介质的冷却速度越大，晶粒越细小均匀，材料性能越好。热处理的目的是得到细小均匀的 组织，从而在拉伸变形过程中，材料的表面粗糙化降低。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术目的在于克服现有技术的不足，为解决铝合金板材拉伸成型时因为 晶粒粗大而产生的表面橘皮效应，本发明给出了避免材料拉伸成型过程中产生表面橘皮效 应的热处理方法。
[0005] 本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
[0006] 控制铝合金拉伸成型表面橘皮效应的热处理方法，在一次拉伸成型过程中，变形 量为10%，具体操作步骤如下：选择退火态的铝合金板材，制成标准的单轴拉伸试样；将 表面进行处理后；进行固溶处理，温度为520- 535°C，保温时间为30- 35min，淬火介质 30wt%NaCl水溶液(质量百分数为30%的氯化钠水溶液）；进行单轴拉伸，变形量为10%，变 形速率v=lmm/min;进行时效处理，时效温度为175°C，保温时间为12h，测其强度。其强度 〇。2彡300MPa，〇b彡391MPa，其表面粗糙度Ra不高于0.9iim。
[0007] 使用30wt%NaCl水溶液进行淬火，冷却速度如下：高温段冷却速度为1100- 1200°C/s，低温段冷却速度为300°C/s。
[0008] 本发明提出了合理的热处理工艺，铝合金的组织细小均匀，在达到材料使用所需 的强度要求的同时，在拉伸变形过程中，材料的表面橘皮效应降低，大大提高了拉伸成型过 程的生产效率。与现有技术相比，本发明通过控制材料的热处理条件，使组织均匀细化。从 而在铝合金拉伸成型过程中，采用一次拉伸成型也能消除表面橘皮效应，达到材料的表面 粗糙度要求和强度要求。与二次成型相比，大大提高了生产效率。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明方法的流程图。
[0010] 图2为三种热处理状态铝合金的金相组织，其中（1)试样1 "0"状态；（2)试样 2 "W"状态，固溶温度535°C，保温时间35min，淬火介质为自来水；（3)试样3 "W"状态，固 溶温度525°C，保温时间35min，淬火介质为30wt%NaCl水溶液。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0012] 首先进行试样表面除油处理，选择"0"状态(变形铝合金的退火状态）下的铝合金 板材进行表面处理，其表面不允许有油污，不允许有影响表面质量明显的划伤、划痕，表面 的油污要清理干净。
[0013] 步骤2,进行固溶处理，炉温升到525 °C时，将试样放入热处理炉内，温度精度为 2°C，保温时间35min。采用30wt%NaCl水溶液，不同的淬火介质冷却速度如下表所示：
[0014]
【主权项】
1. 控制铝合金拉伸成型表面橘皮效应的热处理方法，其特征在于，选择退火态的铝 合金板材，制成标准的单轴拉伸试样；将表面进行处理后；进行固溶处理，温度为520- 535 °C，保温时间为30- 35min，淬火介质30wt%NaCl水溶液；进行单轴拉伸，变形量为 10%，变形速率v=lmm/min ;进行时效处理，时效温度为175°C，保温时间为12h，以使其强度 〇。2彡300MPa，〇b彡391MPa，其表面粗糙度Ra不高于0.9iim。
2. 根据权利要求1所述的控制铝合金拉伸成型表面橘皮效应的热处理方法，，其特征 在于，使用30wt%NaCl水溶液进行淬火，冷却速度如下：高温段冷却速度为1100- 1200°C / s，低温段冷却速度为300°C /s。
【专利摘要】本发明公开了控制铝合金拉伸成型表面橘皮效应的热处理方法，选择退火态的铝合金板材，制成标准的单轴拉伸试样；将表面进行处理后；进行固溶处理，温度为520—535℃，保温时间为30—35min，淬火介质30wt%NaCl水溶液；进行单轴拉伸，变形量为10%，变形速率v=1mm/min；进行时效处理，时效温度为175℃，保温时间为12h。本发明的技术方案通过控制热处理工艺，避免了晶粒粗大，避免了表面橘皮效应，同时达到了所需要的材料强度要求。
【IPC分类】C22F1-04
【公开号】CN104674141
【申请号】CN201310636560
【发明人】高志明, 孙芳芳, 马宗青
【申请人】天津大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年12月2日