本发明涉及铝锂合金型材生产方法技术领域，特别涉及一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法。
背景技术：
1420CZ铝锂合金作为一种中高强度，轻质的功能材料，其附加值相当高。在实际生产过程中该铝锂合金型材表面一直存在黑白斑点现象，有些呈点状，有些呈无规则块状。用户在使用过程中需对制品进行阳极氧化，以增强该合金的耐蚀性以及其它性能，而该型材的黑白斑点影响到后部工序的开展。
因此，如何提供一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，以实现在力学性能达到标准要求的同时，减少黑白斑点，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，以实现在力学性能达到标准要求的同时，减少黑白斑点。
为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：
一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，淬火炉自下而上分别为一区、二区、控制区、三区和四区，
装炉时，所述一区的温度为413℃-430℃，所述二区的温度为412℃-413℃，所述控制区的温度为411℃-425℃，所述三区的温度为413℃-425℃，所述四区的温度为407℃-422℃，
装炉后，首先将控制点温度设定为440℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为440℃±2℃时，所述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为445℃±2℃时，停止加热升温，改为保温，
所述升温的时间和所述保温的时间的总和为50分钟至70分钟。
优选的，装炉时的温度具体为，装炉前将炉内温度控制在430℃以下。
优选的，装炉时的温度具体为，
装炉前，所述一区的温度为430℃，所述二区的温度为413℃，所述控制区的温度为425℃，所述三区的温度为425℃，所述四区的温度为422℃，
装炉后，所述一区的温度为413℃，所述二区的温度为412℃，所述控制区的温度为411℃，所述三区的温度为413℃，所述四区的温度为407℃。
优选的，上述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，具体为，每次提高控制在1℃-2℃。
优选的，上述升温的时间为20分钟，所述保温的时间为30分钟，或者，
所述升温的时间为40分钟，所述保温的时间为30分钟。
一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，淬火炉自下而上分别为一区、二区、控制区、三区和四区，
装炉时，所述一区的温度为414℃-427℃，所述二区的温度为420℃-425℃，所述控制区的温度为420℃-429℃，所述三区的温度为421℃-427℃，所述四区的温度为414℃-427℃，
装炉后，首先将控制点温度设定为440℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为440℃±2℃时，所述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为445℃±3℃时，停止加热升温，改为保温，
所述升温的时间和所述保温的时间的总和为50min±5min。
优选的，装炉时的温度具体为，装炉前将炉内温度控制在430℃以下。
优选的，装炉时的温度具体为，
装炉前，所述一区的温度为427℃，所述二区的温度为425℃，所述控制区的温度为429℃，所述三区的温度为427℃，所述四区的温度为427℃，
装炉后，所述一区的温度为414℃，所述二区的温度为420℃，所述控制区的温度为420℃，所述三区的温度为421℃，所述四区的温度为414℃。
优选的，上述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，具体为，每次提高控制在1℃-2℃。
优选的，上述升温的时间为20分钟，所述保温的时间为30分钟。
上述本发明所提供的淬火炉自下而上分别为一区、二区、控制区、三区和四区，装炉时，所述一区的温度为413℃-430℃，所述二区的温度为412℃-413℃，所述控制区的温度为411℃-425℃，所述三区的温度为413℃-425℃，所述四区的温度为407℃-422℃，装炉后，首先将控制点温度设定为440℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为440℃±2℃时，所述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为445℃±2℃时，停止加热升温，改为保温，所述升温的时间和所述保温的时间的总和为50分钟至70分钟。实现了在力学性能达到标准要求的同时，减少黑白斑点。
附图说明
图1为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的宏观形貌示意图；
图2为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑区域的十倍放大示意图；
图3为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点形貌的十倍放大示意图；
图4为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的不同部位的黑斑的SEM形貌示意图；
图5为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的不同部位的黑点的SEM形貌示意图；
图6为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点的SEM形貌示意图；
图7为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑的SEM形貌示意图；
图8为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点部位组织的500倍放大示意图；
图9为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑部位组织的500倍放大示意图；
图10为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的正常部位组织的500倍放大示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-10，图1为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的宏观形貌示意图；图2为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑区域的十倍放大示意图；图3为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点形貌的十倍放大示意图；图4为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的不同部位的黑斑的SEM形貌示意图；图5为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的不同部位的黑点的SEM形貌示意图；图6为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点的SEM形貌示意图；图7为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑的SEM形貌示意图；图8为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑点部位组织的500倍放大示意图；图9为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的黑斑部位组织的500倍放大示意图；图10为采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法生产的样品的正常部位组织的500倍放大示意图。
本发明实施例提供一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，淬火炉自下而上分别为一区、二区、控制区、三区和四区，装炉时，所述一区的温度为413℃-430℃，所述二区的温度为412℃-413℃，所述控制区的温度为411℃-425℃，所述三区的温度为413℃-425℃，所述四区的温度为407℃-422℃，装炉后，首先将控制点温度设定为440℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为440℃±2℃时，所述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为445℃±2℃时，停止加热升温，改为保温，所述升温的时间和所述保温的时间的总和为50分钟至70分钟。实现了在力学性能达到标准要求的同时，减少黑白斑点。
其中，装炉时的温度具体为，装炉前将炉内温度控制在430℃以下。再具体的，装炉时的温度具体为，装炉前，所述一区的温度为430℃，所述二区的温度为413℃，所述控制区的温度为425℃，所述三区的温度为425℃，所述四区的温度为422℃，装炉后，所述一区的温度为413℃，所述二区的温度为412℃，所述控制区的温度为411℃，所述三区的温度为413℃，所述四区的温度为407℃。
控制点温度分多次提高直至提高至445℃，具体为，每次提高控制在1℃-2℃。
升温的时间为20分钟，所述保温的时间为30分钟，或者，所述升温的时间为40分钟，所述保温的时间为30分钟。
本发明实施例还提供一种1420CZ铝锂合金型的淬火方法，淬火炉自下而上分别为一区、二区、控制区、三区和四区，装炉时，所述一区的温度为414℃-427℃，所述二区的温度为420℃-425℃，所述控制区的温度为420℃-429℃，所述三区的温度为421℃-427℃，所述四区的温度为414℃-427℃，装炉后，首先将控制点温度设定为440℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为440℃±2℃时，所述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，当所述一区、所述二区、所述控制区、所述三区和所述四区的温度均为445℃±3℃时，停止加热升温，改为保温，所述升温的时间和所述保温的时间的总和为50min±5min。实现了在力学性能达到标准要求的同时，减少黑白斑点。
其中，装炉时的温度具体为，装炉前将炉内温度控制在430℃以下。再具体的，装炉时的温度具体为，装炉前，所述一区的温度为427℃，所述二区的温度为425℃，所述控制区的温度为429℃，所述三区的温度为427℃，所述四区的温度为427℃，装炉后，所述一区的温度为414℃，所述二区的温度为420℃，所述控制区的温度为420℃，所述三区的温度为421℃，所述四区的温度为414℃。
上述控制点温度分多次提高直至提高至445℃，具体为，每次提高控制在1℃-2℃。升温的时间为20分钟，所述保温的时间为30分钟。
在实际应用时，采用本发明实施例提供的1420CZ铝锂合金型的淬火方法，安排两次小批量的投产，第一次小批量试制生产采用1420CZ两种规格(XC241-6，XC212-34)合炉淬火，总重量约300kg，淬火温度为450℃，装炉前一批为7A09T6型材，淬火温度为470℃。在进炉之前，先降温至430℃以下，实际装炉之前各个区的温度为(自下而上)：1区430℃—2区413℃—控制区425℃—3区425℃—4区422℃；装炉后，各区温度小幅度下降，分别为自下而上)：1区413℃—2区412℃—控制区411℃—3区413℃—4区407℃。在实际操作过程中，由于考虑该合金的传热快和装炉量较少两个因素，为防止温度在短时间内迅速冲到445℃以上，在定控制点温度时，首先将控制点温度定在440℃，在各个区仪表温度逐渐接近控制点温度时，逐步提高控制点温度至445℃。将温度有效的控制在445℃左右。本次试验采用带料测温，从升温到保温共计70min，被测料的金属温度如表1所示：
表1测温记录
由表1可以看出，在升温约20min后，被测料温2、3点已达到450℃±5℃，仅1点差2℃，按理在保温约20min后，即可算进入保温时间。而本次将升温时间定为40min，保温时间定为30min，共计70min。
出炉后观察该料表面，其表面仅轻微的黑点，基本上无大面积聚集的黑斑存在。
经取样在化验室时效后，再送技术中心检测其性能，检测结果如表2所示：
表2成品力学性能
由表2可以看出，以上两种规格在缩短保温时间至30min后，其力学性能依然可达标准要求，且富余量较大。
通过本次试验，考虑到升温时间为40min，而实际在升温约20min后该合金基本已达到淬火温度，在后续生产试制中可考虑缩短升温时间，以提高其表面质量。
第二次小批量试制生产依然采用1420CZ两种规格(XC241-6，XC212-34)合炉淬火，总重量约200kg，淬火温度为450℃，装炉前一批为7A04T6型材，淬火温度为470℃。在进炉之前，先降温至430℃以下，实际装炉之前各个区的温度为(自下而上)：1区427℃—2区425℃—控制区429℃—3区427℃—4区427℃；装炉后，各区温度小幅度下降，分别为自下而上)：1区414℃—2区420℃—控制区420℃—3区421℃—4区414℃。在实际操作过程中，由于考虑该合金的传热快和装炉量较少两个因素，为防止温度在短时间内迅速冲到445℃以上，在定控制点温度时，将控制点温度定在440℃，由于本次生产装炉量较少，在各个区仪表温度很快达到445℃(包括控制点温度)，最高约达447.3℃。本次试验采用带料测温，从升温到保温共计50min，被测料的金属温度如表3所示：
表3测温记录
由表3可以看出，在升温约20min后，被测料温1，2，3点已达到445℃，因此在升温约20min后，即可算进入保温时间。本次将保温时间定为30min，共计50min。
出炉后观察该料表面，其表面仅个别部分有黑点存在(整批料约有两处)，其它处表面质量均较好。
经取样在化验室时效后，再送技术中心检测其性能，检测结果如表4所示：
表4成品力学性能
由表4可以看出，以上两种规格在缩短升温时间至20min，保温时间缩短至30min后，其力学性能依然可达标准要求，且富余量较大。
其中，
宏观形貌：图1所展示的为黑斑程度深样品，宏观观察可见，在该样品表面局部存在较多沿挤压方向的带状黑斑区域，且存在较多黑点状物质，其宏观形貌如图1所示。
宏观观察：在体视镜下观察，该样品黑斑形貌见图2和图3所示，由图2和图3知，该样品黑斑区域均存在附着物，黑斑附近未见明显的损伤痕迹。
扫描电镜观察：两样品色斑区域扫描电镜形貌见图4和图5。由图4和图5可知，该样品黑斑区域呈高温氧化形貌；该样品黑点呈泥纹状腐蚀形貌。
能谱分析：能谱结果见表5－表6，其中，表5为图6的能谱表，表6为图7的能谱表。该样品黑斑区域主要含O、Mg(约12％)、Al及少量的S、Cl、K、Ca等元素；黑点主要含O、Mg(约16％)、Al及少量的Ca元素。
表5 1#样品黑斑区域能谱结果
表6 1#样品黑点区域能谱结果
显微组织分析：在该样品黑斑、黑点部位分别取样磨制成高倍试样，其典型显微组织见图8、9、10。
由图8、9、10可以看出，样品未见过烧现象，未见氧化膜、夹杂等冶金缺陷。样品表层存在脱锂层(厚度约50um)，脱锂层晶粒组织较正常区域稍偏粗。存在带状黑斑缺陷部位的组织与正常部位未见明显差异(见图9、10)；黑点缺陷呈凹陷的腐蚀坑形貌(见图8)，深度约10um。
1420CZ铝锂合金型材表面黑白斑点处于铝锂合金脱锂层表层，黑斑区域未见组织差异，也未深入金属基体，能谱微区分析黑斑部位含O、C、Mg等元素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。