一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法

本发明属于铝合金材料制备，具体涉及一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法。

背景技术：

1、7xxx系铝合金具有易于加工、良好的耐蚀性、高强度可热处理、好的焊接性能，被广泛应用作运输和航空航天环境中的结构材料。然而，现代工业的发展对7xxx系铝合金的强度性能提出了更高的要求。

2、发明专利申请cn106967910a介绍了一种高强度al-zn-mg系铝合金及其制备方法，其发明al-zn-mg系铝合金的室温抗拉强度大于420mpa，屈服强度大于380mpa，伸长率大于11％，具有强度高、塑性好、耐腐蚀性能优良等优点，适合于制造平板电脑、智能手机等便携式电子产品的外壳以及汽车、轨道车辆等交通运输工具的保险杆、防撞梁、横梁等，具有广阔的市场应用前景，但添加的稀土元素提高了合金的成本，不利于实际生产运用。上述专利申请的工艺得到的高强度al-zn-mg系铝合金，通过改善加工工艺，材料配比形成不同的组织或析出相，改善合金的强度、耐腐蚀性时，仍存在强度和韧性性能改善不理想的问题。因此，有必要提供一种提高7xxx系铝合金的强度和韧性的加工工艺，进一步拓展7xxx系铝合金材料在交通运输和航空航天上的应用。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，通过对7xxx系铝合金成分的优化设计，结合均匀化和快冷处理、热轧处理，实现7xxx系铝合金的强度的最佳性能，包括以下步骤：

4、(1)三次均匀化+快冷处理：第一次均匀化处理：将合金板材在280℃下均匀化处理1h；第二次均匀化处理：将合金板材在400℃下均匀化处理3h；第三次均匀化+快冷处理：将合金板材在480℃下均匀化处理12h，然后以300℃/s的速度快速冷却；

5、(2)将三次均匀化和快冷循环处理后的合金进行预热；

6、(3)将预热后的合金进行热轧处理；

7、(4)将热轧后的合金依次进行多阶段固溶处理、淬火处理、预变形、预时效处理和过时效处理；

8、所述7xxx系铝合金包括如下质量百分含量的成分：5.0～6.2％zn，2.2～2.7％mg，1.2～1.6％cu，0.02～0.05％cr，余量为al和不可避免的杂质。

9、作为本发明的优选实施方案，所述热轧处理的平均应变速率：2.1～5.1s-1，轧制单次变形量为65％。

10、作为本发明的优选实施方案，所述预热的温度为380～440℃，时间为30min。

11、作为本发明的优选实施方案，所述多阶段固溶处理具体为在450℃下保温40min，然后在490℃下保温30min，最后在550℃下保温20min。

12、作为本发明的优选实施方案，所述淬火处理采用cl-1有机淬火剂为淬火介质。

13、作为本发明的优选实施方案，所述预变形的变形量为3％。

14、作为本发明的优选实施方案，所述预时效处理为在125℃温度下进时20min预时效处理，之后保温1h。

15、作为本发明的优选实施方案，所述过时效处理的温度为190℃～230℃，时间为4h。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明使用均匀化+快冷处理，使微合金化元素均匀分布在合金中，同时生成cral7金属间化合物在显微组织中具有钉扎作用，使晶界迁移困难，可以明显细化再结晶晶粒阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，然后选取中等平均应变速率及适当的热轧温度进行轧制，得到粗晶在细晶中呈嵌入式分布的组织结构，最后通过预变形以及回归再时效热处理使得材料性能进一步提高。经过微合金化、三次均匀化处理+快冷、热轧处理、预变形以及回归再时效热处理协同作用提升粗晶在细晶中呈嵌入式分布的组织结构比例数量，从而达到提高7xxx系铝合金的强度性能的目的。本发明获得具有优异强度、延伸率等综合性能的铝合金板材。并且所述制备方法具有生产工艺相对简单，成本低易于实施等优点。

技术特征：

1.一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，通过对7xxx系铝合金成分的优化设计，结合三次均匀化和快冷处理、热轧处理、多阶段固溶处理、淬火处理、预变形、预时效处理和过时效处理，实现7xxx系铝合金的强度的最佳性能，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述热轧处理的平均应变速率：2.1～5.1s-1，轧制单次变形量为65％。

3.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为380～440℃，时间为30min。

4.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述多阶段固溶处理具体为在450℃下保温40min，然后在490℃下保温30min，最后在550℃下保温20min。

5.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述淬火处理采用cl-1有机淬火剂为淬火介质。

6.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述预变形的变形量为3％。

7.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述预时效处理为在125℃温度下进时20min预时效处理，之后保温1h。

8.如权利要求1所述提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，其特征在于，所述过时效处理的温度为190℃～230℃，时间为4h。

技术总结
本发明公开一种提高7xxx系铝合金强度性能的制备方法，属于铝合金材料制备技术领域。本发明使用均匀化处理+快冷循环，使Zn、Mg、Cu、Cr微合金化元素均匀分布在合金中，同时生成CrAl<subgt;7</subgt;金属间化合物在显微组织中具有钉扎作用，使晶界迁移困难，细化再结晶晶粒阻碍再结晶的形核和长大，然后选取中等平均应变速率及适当的热轧温度进行轧制，得到粗晶在细晶中呈嵌入式分布的组织结构，最后通过预变形以及回归再时效热处理使得材料性能进一步提高。经过微合金化、均匀化处理+快冷处理、热轧处理、预变形以及回归再时效热处理协同作用提升粗晶在细晶中呈嵌入式分布的组织结构比例数量，从而达到提高7xxx系铝合金的强度和抗腐蚀性能的目的。

技术研发人员：韦贺,贺惊宝,陈所坤,李庆泓,王凌岳,曾新宇,师晓莉,李祖来
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17