一种6系铝合金锻造棒材热处理工艺的制作方法

本发明属于冶金，具体涉及一种6系铝合金锻造棒材热处理工艺。

背景技术：

1、6xxx系铝合金属于a1-mg-si系铝合金，具有中等强度、良好优良的成型形和较好的塑性，并可通过阳极氧化处理提升合金的耐蚀性和工艺性，其综合性能优异，在经过合理的热处理强化后，会获得一个优良的强韧性组合，目前在汽车领域，建筑领域被广泛应用。

2、6xxx系铝合金属于变形铝合金，其结晶温度范围广，流动性差，采用锻造工艺可以解决上述问题，但是锻造工艺会造成原始合金中晶粒的晶界处破碎产生大量等轴状细小晶，形成动态再结晶，明显析出非平衡第二相，产生显著的晶粒细化效果。这种晶粒细化一方面提升了合金强度，另一方面降低了合金的塑性，进而导致铝合金后续变形可塑性差，限制了a1-mg-si系铝合金材料物理性能提升。为了充分消除锻压态材料组织中的非平衡第二相提升塑性，通常采用均质热处理工艺。但均质热处理工艺在改善了6xxx系铝合金的塑性的同时也降低了合金强度。对于具有复杂合金体系的6xxx系铝合金，制定有效热处理工艺，改变组织中强化相数量及其大小、形态及分布，得到合金的最佳力学性能，对后续的加工开展以及物理性能提升是有着积极的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种6系铝合金锻造棒材热处理工艺。

2、本发明的目的是这样实现的，所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺包括固溶热处理和双级时效步骤，具体包括：

3、a、固溶热处理：将6系铝合金锻造棒材升温至530~550℃保温1~2h；

4、b、双级时效：将经固溶热处理后的6系铝合金锻造棒材经预时效和终时效的双级时效后得到高合金塑性的6系铝合金锻造棒材。

5、具体操作如下：

6、（1）采用固溶热处理，随后进行双级时效。固溶热处理温度为540℃，保温1.5h；双级时效分为预时效和终时效，预时效温度为150℃，保温时间为3~4h；终时效温度为200℃，保温时间为4h。（2）从室温升至固溶热处理温度540℃，升温时间控制在0.8~1.2h，升至固溶热处理温度后保温1.5h,水淬，淬火转移时间不超过10s，直至冷却到室温，从水中取出，用干燥棉布擦去表面水分。室温升至预时效温度150℃，升温时间控制在0.8~1.2h，升至预时效温度150℃后保温3~4h。预时效保温时间到了后，不进行转移，从预时效温度150℃升至终时效温度200℃，升温时间控制在0.5~0.8h，升至终时效温度200℃后保温4h。终时效温度保温完毕后空冷至室温。（3）上述所提及的温度均指棒材的温度，温度控制范围在±3℃。

7、与传统均匀化热处理工艺相比，经本发明热处理工艺后，6系铝合金棒材因锻造变形造成的杂乱组织得到梳理，消除了残余应力，基本修复了因变形出现的应力和畸变等晶体缺陷，锻造行为引发的动态再结晶，所析出的非平衡第二相经热处理后，大部分溶入基体，另一部分发生相变由长条状转变为颗粒状，组织也呈均匀化分布趋势，晶粒各向异性现象有所改观。在合金性能方面，热处理后在合金强度得到保持的基础上合金塑性有了提升。

8、经本发明热处理工艺后，6系铝合金棒材因锻造变形造成的杂乱组织得到梳理，消除了残余应力，基本修复了因变形出现的应力和畸变等晶体缺陷，锻造行为引发的动态再结晶，所析出的非平衡第二相经热处理后，大部分溶入基体，组织也呈均匀化分布趋势，晶粒各向异性现象有所改观。固溶处理，变形后被剥离出的溶质元素再次溶入基体，预时效处理，析出过渡亚稳相θ’相，终时效处理，θ’相成长为mg2si平衡相，对铝合金起到沉淀强化作用。因此在合金性能方面，热处理后在不牺牲合金的强度的基础上对合金塑性进行提升。

9、本发明的有益效果：

10、1、本发明针对变形铝合金热变形后的传统热处理模式，把均质热处理工艺调整为固溶加时效，改变了组织中强化相数量及其大小、形态及分布，热处理后在合金强度得到保持的基础上合金塑性有了提升。

11、2、本发明在双级时效过程中，预时效保温时间到了后，不进行转移，从预时效温度直接升至终时效温度，热处理制度合理，减少了热处理次数，起到了生产能耗降低良好效果。

12、3、本发明热处理工艺后，6系铝合金棒材因锻造变形造成的杂乱组织得到梳理，消除了残余应力，基本修复了因变形出现的应力和畸变等晶体缺陷，基体组织中的非平衡第二相几乎不可见，组织也呈均匀化分布趋势，位错密度降低，对提升塑性有益。

技术特征：

1.一种6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺包括固溶热处理和双级时效步骤，具体包括：

2.根据权利要求1所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，a步骤中所述的升温是将6系铝合金锻造棒材从室温升至固溶热处理温度530~550℃的升温时间控制在0.8~1.2h。

3.根据权利要求1所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，固溶热处理后的6系铝合金锻造棒材还包括水淬步骤。

4.根据权利要求3所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，所述的水淬步骤淬火转移时间不超过10s。

5.根据权利要求1所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，b步骤中预时效的温度为140~160℃，保温时间为3~4h。

6.根据权利要求1或5所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，所述的经固溶热处理后的6系铝合金锻造棒材从室温升至预时效温度的升温时间控制在0.8~1.2h。

7.根据权利要求1所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，b步骤中终时效的温度为180~220℃，保温时间为3~5h。

8.根据权利要求1所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺，其特征在于，b步骤中预时效保温时间结束后，不进行转移，从预时效温度升至终时效温度的升温时间控制在0.5~0.8h。

技术总结
本发明公开了一种6系铝合金锻造棒材热处理工艺，所述的6系铝合金锻造棒材热处理工艺包括固溶热处理和双级时效步骤。经本发明热处理工艺后，6系铝合金棒材因锻造变形造成的杂乱组织得到梳理，消除了残余应力，基本修复了因变形出现的应力和畸变等晶体缺陷，锻造行为引发的动态再结晶，所析出的非平衡第二相经热处理后，大部分溶入基体，组织也呈均匀化分布趋势，晶粒各向异性现象有所改观。固溶处理，变形后被剥离出的溶质元素再次溶入基体，预时效处理，析出过渡亚稳相θ’相，终时效处理，θ’相成长为Mg2Si平衡相，对铝合金起到沉淀强化作用。因此在合金性能方面，热处理后在不牺牲合金的强度的基础上对合金塑性进行提升。

技术研发人员：陈越,冯绍棠,李恒,谭国寅,汤皓元,孙彦华,岳有成,张玮,吴昌贵,陈劲戈,李玉章,张永平,李雨耕,雷华志,冯炜光,陈新,杨筱筱,姚丽佳,赵庆虚,胥培林,茶旺华
受保护的技术使用者：昆明冶金研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25