本发明属于铝合金加工
技术领域：
，具体涉及一种5050铝合金的热处理工艺。
背景技术：
：国内外广泛使用的3c电子外壳氧化用5052铝合金，主要有h32和o两种使用状态，产品具有一定的成型能力、良好的氧化均匀性和较强的抗变形破坏能力。在本世纪初，随着我国3c电子产品及其相关产业的快速扩张，通过模仿和自我改进等多种手段，我国以中铝系统为代表的多家铝加工企业，形成了3c电子外壳氧化用5052铝合金的完整的产品加工和应用体系，3c电子外壳用5052，乃至更为高端的同类用途的5252产品，代表了国内，乃至包含日韩在内的亚洲区域在这一产品领域的最高水平。但是，5052铝合金中mg含量为2.2-2.8％的控制水平，在提供了高的强度的同时，也导致了对材料加工设备的苛刻要求(多机架热轧机，6辊冷轧机等)，还存在材料成型能力的下降和材料表面特征设计与控制难度的增大的问题。3c电子外壳氧化用5052合金这一材料本身成分特征，导致其使用状态必须在h32甚至o态，才能最大程度的满足成型能力的要求。材料最终状态的这种特征，在无可避免的形成一定程度的mg偏聚，并最终影响氧化均匀性的同时，也诱发材料在大延伸或者折弯时，出现较为明显的橘皮/滑移等外观缺陷，从而限制了材料在部分3c电子外壳上的应用。与5052铝合金相对应，5050铝合金的mg含量在1.1-1.8％，相对较低的mg含量，大幅降低了材料加工时的变形抗力，可以在普通单机架热轧机及四辊冷轧机实现材料的稳定生产，并为材料成品表面特征的设计和控制难度的降低，提供了更好的材料基础。如果能够通过包括材料成分设计在内的工艺方法，在解决因mg降低而导致的材料强度的降低问题的同时，获得高的延伸能力。那么，在配合5050铝合金在轧制时的更为优良的表面设计特性(含mg的均匀分布)，则5050铝合金不但能够替代3c电子氧化用5052铝合金，而且会因更为均匀的表面(界面)特征和更多的界面可设计性，具备当前5052甚至5052的所不具备的功能适应性。国外成熟的5052的热处理技术，以“1+3/1+4”热连轧机所提供的热轧坯料进行一系列加工后坯料为基础，采用热轧成品较高温的均匀化和稳定化热处理工艺(超过1070铝合金的完全再结晶温度较多)，从而无可避免的诱发mg的偏聚行为，从而导致成品氧化时表面均匀化水平的降低；且存在设备投资大、过程控制难度高、设备通用性差的特点。但是，5系铝合金以单机架热轧机为主体加工设备时可能诱发成分均匀化波动。有鉴于此，本发明提出一种新的5050铝合金的热处理工艺，通过热处理工艺的开发，在获得高mg的5052铝合金(mg含量2.4-2.6％)的强度(指屈服强度)和成型能力(指延伸率)的同时，确保材料氧化后不出现组织均匀性所导致的底纹问题，生产出的5050铝合金可以替代3c电子氧化用途5052铝合金。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种5050铝合金的热处理工艺，通过热处理工艺的开发，在获得高mg的5052铝合金(mg含量2.4-2.6％)的强度(指屈服强度)和成型能力(指延伸率)的同时，确保材料氧化后不出现组织均匀性所导致的底纹问题，使得5050铝合金可替代3c电子外壳用的5052铝合金，为3c材料氧化特性的设计提供了更多的选择；且设备通用性强，普通设备即可完成。为了实现上述目的，所采用的技术方案为：一种5050铝合金的热处理工艺，包括以下步骤：(1)均匀化热处理：将冷轧后的5050铝合金卷材清洗后，快速升温至270±5℃后，保温8h，再风冷；(2)将风冷后的5050铝合金卷材进行半成品冷轧和成品冷轧处理；(3)稳定化热处理：将成品冷轧后的5050铝合金卷材清洗后，快速升温至200-220℃后，保温不超过2h；再在220-230℃下，保温2-3h后，风冷。进一步地，所述的步骤(1)中：在氮气气氛中进行均匀化热处理。进一步地，所述的步骤(1)中：冷轧后的5050铝合金卷材的厚度为3.5-4.0mm。进一步地，所述的步骤(1)中：风冷至工件温度不超过150℃后出炉。进一步地，所述的步骤(3)中：在空气气氛中进行稳定化热处理。进一步地，所述的步骤(3)中成品冷轧后的5050铝合金卷材的厚度为0.6-1.2mm。进一步地，所述的步骤(3)中，快速升温至200-220℃和在200-220℃下保温的总时间小于4h。进一步地，所述的步骤(3)中，在2h内，风冷至工件温度小于200℃。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明所述的5050铝合金的热处理工艺，在稳定平衡了5系铝合金在以单机架热轧机为主体加工设备时可能诱发的成分均匀化波动的同时；采用了以超低温长时间为特点的均匀化和稳定化热处理工艺，工艺细节控制合理可控，生产过程及产品特性稳定，适用于3c电子外壳氧化用中高端5系铝合金的工业化生产。2、本发明所述的5050铝合金的热处理工艺，采用了超低温热处理工艺与热加工时效处理工艺一体化设计的工艺原理，通过降低h18态加工强度，在大幅降低材料半成品和成品加工难度的同时，稳定实现了组织均匀化和稳定化热处理的工艺目的，在材料氧化后具有更为细腻均匀的氧化表面，这种通过热处理工艺直接提高轧制界面可选择性的方法。3、本发明所述的5050铝合金的热处理工艺，采用“h34替代h32”的设计方法，通过降低h18态加工强度以提高国内普通单机架热轧机与普通四辊冷轧机的设备适应性，采用超低温均匀化和稳定化的热处理工艺，在实现了组织均匀化控制以确保氧化后无底纹等组织缺陷的同时，在h18态产品低强度的前提下，通过h34态热处理得到5052产品h32态产品的所有力学性能，这种设计理念与实施方法，从未在此前的相关报道中发现相近或者相似的研究与成果。4、本发明所述的5050铝合金的热处理工艺，实现工业化生产的工艺控制和设备需求简单，具有明显的设备投资低，设备通用性强，过程管理难度小的特点。具体实施方式为了进一步阐述本发明一种5050铝合金的热处理工艺，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种5050铝合金的热处理工艺，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。在详细阐述本发明一种5050铝合金的热处理工艺之前，有必要对本发明中提及的相关方法做进一步说明，以达到更好的效果。相关关键技术；3c电子外壳用5050合金的技术路线以国内最普通的单机架热轧机及四辊冷轧机为主体加工设备(也同样适用于以多机架热轧机和六辊冷轧机为主体加工设备的产品加工)，3c电子外壳氧化用5050铝合金的技术路线如下：1)、3c电子外壳氧化用5050铝合金典型技术路线3c电子外壳氧化用5050产品，因最终规格或者产品状态的不同，加工技术细节和侧重点上也有所不同，但整体而言，3c电子外壳氧化用5050铝合金的技术路线都要经过：板锭铸造、板锭均匀化与热加工、卷材热处理(均匀化热处理)、卷材冷加工、卷材清洗、卷材热处理(均匀化热处理)、卷材冷加工、卷材成品清洗拉矫、卷材成品热处理(稳定化热处理)等几个环节，整个产业的技术核心，集中在铸造成分设计、热加工技术、表面控制急速、卷材热处理技术、卷材冷加工等五个核心环节，具体而言，3c电子外壳氧化用5050铝合金产品的典型技术路线如下：板锭铸造→→板锭锯切与铣面→→板锭均匀化→→板锭热加工→→卷材冷轧→→卷材中间清洗→→卷材热处理(均匀化热处理)→→卷材冷加工(含退火料半成品冷加工和成品冷加工)→→成品清洗拉矫→→成品热处理(稳定化热处理)→→成品倒卷检测入库(铝合金加工流程结束)→→成品发货及氧化环节深加工。2)、3c电子外壳氧化用5050铝合金核心质量及影响因素3c电子外壳氧化用5050铝合金，具有两个明确的技术指标和一个核心质量要求，两个核心技术指标分别是：与5052相同的屈服强度和不低于5052的延伸率。一个核心的质量要求是：在严格控制影响氧化成品表面均匀性和一致性的表面缺陷(如色差、划伤、暗影、砂眼等等)的基础上，具有较5052更低更为稳定的表面粗糙度。影响产品屈服强度、材料成型能力和表面的无缺陷化控制的各项技术方法和控制措施，大多数都存在直接的反向作用，这种控制因素上的相互冲突与统一，是整个产品研发与稳定化的核心。以3c电子外壳氧化用5050铝合金产品的基本加工工艺流程为基础，影响产品质量的主要因素集中在如下几个方面：板锭铸造技术与成分设计与5052铝合金一样，5050合金同样需要在板锭铸造中同时解决相mg的均匀化分布和组织均匀性(晶粒度)两个核心问题。mg的极端活泼的元素特征决定了其在板锭铸造时的偏聚行为几乎无法避免，而mg的偏聚行为则会直接导致成品物料氧化时的氧化均匀性和一致性，相比较与5052使用1070纯铝液进行mg的合金化略有不同，电子外壳用5050铝合金需要使用fe含量≤0.1％的1080纯铝液进行mg的合金化。2)材料热加工技术铝合金的加工表面具有遗传性，产品最终进行氧化的工艺特点决定了热加工过程必须严格控制界面均匀性和清洁性(在进行均匀化的同时，特别规避mg偏聚和氧化)，硬态强度达到290mpa的3c电子外壳氧化用5052铝合金，需要使用多机架热连轧机(1+3/1+4热连轧机)精轧时45％左右的加工率来实现均匀化，并通过最后两个连轧道次的纯水在线清洗，实现热轧表面的清洁化控制。相对而言，5050铝合金相对较低的变形抗力，可以使用当前国内最普通的单机架热轧机进行稳定加工，然后通过工艺方法实现对表面均匀性和清洁性的控制。3)材料热处理技术就3c电子外壳氧化用5052产品的工艺设计而言，较高的mg含量和最终成品的成型能力要求，导致均匀化和稳定化热处理工艺均需要使用一个较高的热处理温度(超过1070铝合金的完全再结晶温度较多)，从而无可避免的诱发mg的偏聚行为，从而导致成品氧化时表面均匀化水平的降低。对3c电子外壳氧化用5050铝合金而言，考虑到其最终成品要求与5052具有相同屈服强度要求和成型能力，故而其热处理工艺，成为以5050替代5052的核心技术之一。4)材料表面清洁化技术3c电子外壳氧化用铝合金的一个核心问题，就是物料的表面特征必须在阳极氧化后形成两个基本特征：低的缺陷率和高的均匀性。是指镜面本身不得存在任何形式的影响镜面均匀性和一致性的缺陷，如暗影、色差、划伤、砂眼等等所有肉眼可视非镜面特征，相较于多机架热轧机生产条件下的5052，以单机架热轧机为核心加工设备的5050铝合金的表面清洁化技术，集中在热轧的最后三个道次的工艺设计上。5)材料冷加工技术3c电子外壳用5052铝合金，因其较高的在线强度，在均匀化热处理后进行冷加工时，材料表面粗糙度可控性等会随着加工道次的逐渐下沿而迅速降低，最直接的问题是，随着5052冷加工的加工硬化(变形抗力)程度的提高，材料表面粗糙度的最低值将越来越难以实现稳定化控制，最终在生产效率和稳定化控制要求的双重影响下，对氧化成品表面特征形成直接影响的表面粗糙度，被限制在一最低0.14-0.15μm的水平(正常控制水平为0.21-0.23μm)；与5052不同，材料强度更低的5050铝合金，具有更多的工艺适应性，可以在保证生产效率不降低，并且表面粗糙度稳定控制到0.10μm的同时，实现对材料加工表面的稳定化控制，从而体现出更为优越的加工适应性。在了解了本发明中提及的相关方法之后，下面将结合具体的实施例，对本发明一种5050铝合金的热处理工艺做进一步的详细介绍：本发明所述的一种5050铝合金的热处理工艺，适用于国内最普通的单机架热轧机所提供的热轧坯料经过深加工后的5050合金的半成品和成品热处理；这种热处理工艺配合所开发的专用热加工工艺(时效工艺)，在确保了材料氧化后不出现因组织均匀性差而导致的色差底纹等缺陷的同时，稳定的将产品的力学性能(屈服强度、延伸率)提高到与5052完全相同的水平。可以直接应用或指导所有以阳极氧化处理为必要环节、要求通过降低材料强度来适应主体加工设备、产品要求具有高的成型能力和氧化特性的其他5系合金的热处理过程。设备要求：国内普铝合金最常用的氮气保护退火炉；本发明的技术方案为：以单机架热轧机生产的7.0-7.5mm热轧卷下料强冷为基础，热处理工艺由针对半成品的均匀化工艺和针对成品的稳定化工艺两部分组成：(对经过清洗的冷轧后的5050铝合金卷材，厚度3.5-4.0mm)均匀化工艺：以h22退火状态(屈服强度范围70-85mpa)为原则，在氮气气氛中，采用一次快速升温，并在工件温度270±5℃时转定温保温8h；待保温时间达到后，使用炉内风机快速降温并在工件温度≤150℃后出炉。(对经过清洗的成品冷轧后的5050铝合金卷材，厚度0.6-1.2mm或者客户指定的其他厚度)稳定化工艺：以h34-h36为退火目标(屈服强度165-175mpa)，在空气气氛中，采用分阶段超温加热的方法，确保工件温度在200-220℃的保温时间≤2h(工件温度＜200℃的保温时间对材料形成已经没有明显影响)，在220-230℃的最高料温的保温时间严格限制在2.0-3h；待保温时间达到后，使用炉内风机快速降温(或者工件直接出炉，采用自然冷却或者风冷均可)，并确保在2h内，确保工件温度＜200℃。稳定化退火的总体控制要求：(1)工快速升温至200-220℃和在200-220℃下保温的总时间小于4h；(2)工件温度在220-230℃的保温时间控制在2-3h。5052铝合金在高温下进行稳定化热处理工艺。由于5050铝合金中镁含量远低于5052铝合金中的镁含量，导致5050铝合金在热处理工艺中对温度以及时效非常敏感。预设温度高，则升温时间长。长时间的升温过程会影响对5050铝合金产品性能的控制。因此，本发明将稳定化热处理分阶段保温，且两个阶段之间的温度差别小，有利于对5050铝合金产品性能的控制。现有的热处理工艺中，都在高温下进行，其原理为进行回复再结晶的过程，获得回复组织。而本发明采用了超低温热处理工艺与热加工时效处理工艺，保证不存在回复再结晶的过程，无回复组织。经试验验证，更有利于产品的成型能力和强度，以及更有利于控制氧化效果，获得更为细腻均匀的氧化表面，有利于产品氧化后可以出现不同氧化表面，提高了成品表面特征的可选择性。本发明的热处理工艺下，可以同时兼顾不同宽度产品的同炉热处理；该处理工艺下的合金坯料的氧化及各相关处理工艺与5052完全相同。且获得的5050铝合金具备与3c电子外壳用5052铝合金相同的力学性能(延伸率、屈服强度)。材料成型氧化后，达到与5052氧化料同样硬度的同时，表面不出现因表面清洁化或者加工织构等异常所导致的色差或者底纹，产品完全达到3c电子外壳用5052系合金的各项质量需求。实施例1.具体操作步骤如下：(1)预备阶段：热轧卷成品厚度7.0-7.5mm，热轧终轧温度控制在280-300℃；在完成热轧轧制后，物料快速转入智能库进行风机强制冷却；(2)均匀化热处理：在热轧坯料冷轧至厚度3.5mm并完成清洗后，转入氮气保护退火工序。3h将炉温升高到300℃并开始保温。等待料温达到270±5℃后，炉气温度设定270℃并保温8h。待8h保温时间到达后，关闭加热系统，并打开炉内风机进行强冷；等待物料温度≤150℃后出炉，并转往冷加工环节准备进行深加工(深加工为半成品冷轧和成品冷轧处理)。(3)稳定化热处理：在冷轧成品完成清洗并加工到目标厚度后(厚度0.6-1.2mm或者客户指定的其他厚度)，转入空气退火工序。3h将炉温升高到300℃，并开始保温。等待料温达到210±5℃后，炉气温度设定230℃并保温2h。待2h保温时间到达后，关闭加热系统，并打开炉内风机进行强冷；等待物料温度≤200℃后出炉，并转往风冷区进行快速冷却。采用实施例1的热处理工艺后获得的5050铝合金，测试其性能，结果如表1所示。表1厂家牌号状态拉伸强度屈服强度延伸率布氏硬度国内同行5052h32200-240165-175≥10％≥40新疆众和5050h34200-220160-170≥10％≥40由表1可知，本发明的热处理工艺可有效而稳定的将产品的成型能力提高到与3c电子外壳用5052铝合金同样的水平。以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。当前第1页12