一种6063铝合金的热处理工艺的制作方法

本发明涉及一种6063铝合金的热处理工艺，属于热处理技术领域。

背景技术：

6063铝合金属于al-mg-si系，其主要强化相为mg2si相，属于典型的可热处理强化铝合金，其具有中等强度，优良的挤压性能，淬火敏感性低，良好耐腐蚀性等优点，被广泛应用于建筑类行业。

铝合金的时效处理是改善其综合性能的重要手段，一般方法是将铝合金在固溶线温度以上保温一段时间，保证合金元素最大限度溶入基体中，然后以较快速度冷却至室温得到过饱和固溶体，随后在一定温度下保持数小时，使固溶体分解，析出大量弥散的强化相，强化相钉扎晶界，阻碍位错运动，达到强化目的。其中双级时效首先在较低温度下进行预时效处理，目的是形成高密度gp区，然后在较高温度进行最终时效处理，调整强化相的结构和弥散度以达到预期效果。在以mg2si为主要强化相的6063铝合金中，被普遍接受的析出顺序为：过饱和固溶体→团簇→gp区→亚稳态β”相→亚稳态β’相→稳定β-mg2si相，其中在人工时效过程中，随着温度和时间的变化，mg2si相将以不同的形态和数量存在于合金中，其中以亚稳态的针状β”相对合金硬度贡献值最大，当β”相长大成β’相和β-mg2si相时，将伴随着合金硬度的降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种6063铝合金的热处理工艺来获得性能优异的6063铝合金。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种6063铝合金的热处理工艺，包括如下步骤：

(1)将6063铝合金轧制板用电火花切割机切割成长方体块；

(2)提前将箱式炉温度设置好，然后将预先切割的6063铝合金长方体块放置于炉内，进行固溶处理；

(3)将固溶处理完成的6063铝合金长方体块取出，进行淬火处理；

(4)将淬火处理完成的6063铝合金长方体块放入真空干燥箱中，进行低温预时效处理；

(5)将低温预时效处理完成的6063铝合金长方体块放入真空干燥箱中进行最终时效处理。

优选地，步骤(2)中箱式炉温度设置为：535±5℃，并在535±℃温度下保温2-3h，固溶时间：1-2h。

优选地，步骤(3)中淬火介质为：室温水，淬火转移时间：＜30s。

优选地，步骤(4)的具体过程如下：提前设置真空干燥箱温度为160±5℃，并保温2-3h，然后将6063铝合金长方体块放入真空干燥箱中进行低温预时效处理：时效温度：160±5℃，时效时间：1-4h。

优选地，步骤(5)的具体过程如下：提前设置真空干燥箱温度为200±5℃，并保温2-3h，然后将6063铝合金长方体块放入真空干燥箱中进行最终时效处理：时效温度：200±5℃，时效时间：1-4h。

本发明的有益效果在于：

(1)通过固溶+双极时效处理工艺，提高了原始商用6063铝合金板材硬度，在160℃×2h+200℃×3h时效条件下，硬度平均值达到了93.85hv；185℃×8h时效条件下，硬度平均值达到了90.55hv，均大于原始铝合金硬度平均值(原始铝合金硬度平均值为85.31hv)。

(2)在160℃×2h+200℃×3h和185℃×8h时效条件下，亚稳态β”析出相数量最多，且细小均匀分布。

(3)与185℃×8h时效条件相比，160℃×2h+200℃×3h时效条件下不仅保证了峰值硬度，而且提高了时效效率。故商用6063铝合金的最佳热处理工艺为：固溶处理：535±5℃×(1-2h)+双级时效处理：160℃×2h+200℃×3h。

附图说明

图1：各实施例的硬度平均值对比图；

图2：实施例1硬度值分布图；

图3：实施例2硬度值分布图；

图4：实施例3硬度值分布图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。其中实施例中涉及的工艺参数、实验条件以及结果，旨在详细说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本发明涉及的一种商用6063铝合金轧制板，其化学成分为：镁mg：0.45-0.9、硅si：0.20-0.6、铁fe:：0.35、铜cu：0.10、锰mn：0.10、铬cr：0.10、锌zn：0.10、钛ti：0.10、其他：0.15、铝al：余量。

实施例1：

将一种商用6063铝合金轧制板用电火花切割机切割成长方体小块，用于后续热处理，并测得其平均硬度为85.31hv。提前将箱式炉温度设置为535℃，并在535℃温度下保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。同样提前分别将两台真空干燥箱温度设置为160℃和200℃，并保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。然后将预先切割的铝合金长方体小块放置于535℃的箱式炉内，进行固溶处理，固溶时间为1h。将固溶处理完成的铝合金长方体小块取出，进行淬火处理，淬火介质为室温水，淬火转移时间＜30s，避免出现停放效应，造成铝合金后续时效强化的削弱。迅速将淬火处理完成的铝合金长方体小块放入温度为160℃的真空干燥箱中，进行低温预时效处理，时效时间：2h。将低温预时效处理完成的铝合金长方体小块放入温度为200℃的真空干燥箱中进行最终热处理，时效时间：1-4h，每1小时取样测试硬度值。通过origin8软件对实验数据的分析可知，在160℃×2h+200℃×3h时效条件下，硬度平均值达到峰值，所得硬度平均值为93.85hv，大于原始铝合金硬度平均值，亚稳态β”析出相数量最多，且更加细小均匀分布。相比较于实施例2，实施例1条件下不仅保证了峰值硬度，而且提高了时效效率，为最佳热处理工艺。

实施例2：

将一种商用6063铝合金轧制板用电火花切割机切割成长方体小块，用于后续热处理，并测得其平均硬度为85.31hv。提前将箱式炉温度设置为535℃，并在535℃温度下保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。同样提前分别将两台真空干燥箱温度设置为160℃和200℃，并保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。然后将预先切割的铝合金长方体小块放置于535℃的箱式炉内，进行固溶处理，固溶时间为1h。将固溶处理完成的铝合金长方体小块取出，进行淬火处理，淬火介质为室温水，淬火转移时间＜30s，避免出现停放效应，造成铝合金后续时效强化的削弱。迅速将淬火处理完成的铝合金长方体小块放入温度为160℃的真空干燥箱中，进行低温预时效处理，时效时间：1-4h。将低温预时效处理完成的铝合金长方体小块放入温度为200℃的真空干燥箱中进行最终热处理，时效时间：2h，每1小时取样测试硬度值。通过origin8软件对实验数据的分析可知，在160℃×2h+200℃×2h时效条件下，硬度平均值达到峰值，所得硬度平均值为82.84hv，低于原始铝合金硬度平均值。

实施例3：

将一种商用6063铝合金轧制板用电火花切割机切割成长方体小块，用于后续热处理，并测得其平均硬度为85.31hv。提前将箱式炉温度设置为535℃，并在535℃温度下保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。同样提前将真空干燥箱温度设置为185℃，并在185℃温度下保温2-3h，保证炉内气体温度均匀。然后将预先切割的铝合金长方体小块放置于535℃的箱式炉内，进行固溶处理，固溶时间为1h。将固溶处理完成的铝合金长方体小块取出，进行淬火处理，淬火介质为室温水，淬火转移时间＜30s，避免出现停放效应，造成铝合金后续时效强化的削弱。迅速将淬火处理完成的铝合金长方体小块放入185℃的真空干燥箱中，进行人工时效处理，时效时间：1-10h，每1小时取样测试硬度值。通过origin8软件对实验数据的分析可知，在8h时效条件下，硬度平均值达到峰值，所得硬度平均值为90.55hv，大于原始铝合金硬度平均值，亚稳态β”析出相最多，且均匀分布。相比较于实施例1，其时效峰值时间达到了8h，时效效率低于实施例1。