一种铝合金板材的加工方法[发明专利]

[12]发明专利申请公布说明书

[21]申请号200910158486.0

[51]Int.CI.

C22F 1/04 (2006.01)

[43]公开日2010年2月17日[22]申请日2009.07.10[21]申请号200910158486.0

[71]申请人西南铝业(集团)有限责任公司

地址401326重庆市九龙坡区西彭镇[72]发明人黎勇 王华春 陈新民 王能均

[11]公开号CN 101649433A

[74]专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司

代理人逯长明

权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页

[54]发明名称

一种铝合金板材的加工方法

[57]摘要

本发明提供一种铝合金板材的加工方法，包括步骤：将铝合金板材淬火；对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形；对压缩变形后的铝合金板材进行时效处理。与现有技术相比，本发明在将铝合金板材淬火后，对其施加小变形量的压缩变形，用于提高其屈服强度，当压缩变形量为0.8％～1.2％时，不但有利于提高其屈服强度，而且还可以保持良好的延伸率，如果压缩变形量大于2％时，虽然也可以提高屈服强度，但是延伸率下降，铝合金板材的塑性下降。

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权 利 要 求 书

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1、一种铝合金板材的加工方法，包括步骤： 将铝合金板材淬火；

对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形；

对压缩变形后的铝合金板材进行时效处理。

2、根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形。 3、根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，所述铝合金板材为2219铝合金板材。

4、根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为500℃～560℃。

5、根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述淬火的温度为520℃～550℃。

6、根据权利要求5所述的加工方法，特征在于，所述淬火的保温时间为60min～150min。

7、根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述时效处理的温度为150℃～200℃。

8、根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述时效处理的时间为12小时～24小时。

9、根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，对所述铝合金施加压缩变形是在室温条件下进行的。

10、根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述铝合金板材的厚度为9mm～11mm。

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说 明 书

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一种铝合金板材的加工方法

技术领域

本发明涉及铝合金的加工，具体涉及一种铝合金板的加工方法。背景技术

2219铝合金一种含铜量较高的Al-Cu合金，属可热处理强化合金。由于2219铝合金板材由于良好的力学性能、断裂韧性以及抗应力腐蚀性能在航空航天工业中被广泛应用。2219铝合金板材通常采用T6处理工艺来提高性能，所述T6处理是指在生产2219铝合金板材时，采用常规的淬火后，进行人工时效的工艺来提高2219铝合金板材的性能。

在现有技术中，生产2219铝合金板材时，常规的T6工艺有时难以达到标准要求。为了进一步改善2219铝合金板材的性能，人们考虑提高2219铝合金的铜含量来提高性能，然而提高铜合金含量不仅造成成本的大幅增加，同时降低其耐腐蚀性能以及加工性能。另外，也有人提出改善2219铝合金的热处理工艺，即通过改进淬火或者人工时效的工艺来提供2219铝合金板材的性能。实验结果表明，目前成分稳定的2219铝合金改进热处理工艺后，性能仍在有关行业标准的范围下限波动，即热处理工艺被证明并不能明显改善2219铝合金板材的性能。 中国专利200710072139.7公开了一种航空用铝合金预拉伸板材及其生产方法。在该专利公开的方法中，包括步骤：将铝合金毛料在468℃～472℃的条件下进行淬火，在淬火后的4～6小时内用拉伸机对毛料按照拉伸量为1.5～3.0％的参数进行预拉伸，并在温度为115℃～125℃，保温时间为14～18小时的条件下对于拉伸后的毛料进行时效处理。该专利解决的问题是板材在淬火的急速冷却过程中，板材的表面层与板材的中心层的冷却速度不一致，而使板材表面和中心产生残余应力，从而产生加工变形的问题。然而，该专利公开的方法也不能解决提高2219铝合金板材的性能的问题。

因此，需要一种可以提高铝合金板材性能的加工方法。

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发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种铝合金板材的加工方法，来达到提高铝合金板材的力学性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金板材的加工方法，包括步骤：

将铝合金板材淬火；

对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形；

对压缩变形后的铝合金板材进行时效处理。

优选的，对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形。

优选的，所述铝合金板材为2219铝合金板材。 优选的，所述淬火的温度为500℃～560℃。 优选的，所述淬火的温度为520℃～550℃。 优选的，所述淬火的保温时间为60min～150min。 优选的，所述时效处理的温度为150℃～200℃。

优选的，所述时效处理的时间为12小时～24小时。 优选的，对所述铝合金施加压缩变形是在室温条件下进行的。 优选的，所述铝合金板材的厚度为9mm～11mm。

本发明提供了一种铝合金板材的加工方法。本发明先将铝合金板材淬火后，对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形后，再进行时效处理。。与现有技术相比，本发明在将铝合金板材淬火后，对其施加小变形量的压缩变形，用于提高其屈服强度，当压缩变形量为0.8％～1.2％时，不但有利于提高其屈服强度，而且还可以保持良好的延伸率，如果压缩变形量达到2％以上时，虽然也可以提高屈服强度，但是延伸率下降，也就是说，铝合金板材的塑性下降。附图说明

图1为本发明提供的对铝合金板材加工方法的流程图。

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具体实施方式

请参见图1，为本发明提供的铝合金板材加工方法的一个实施方案的流程图，包括：

a)淬火处理：将铝合金板材淬火；

b)压缩变形：对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形；

c)时效处理：对压缩变形后的铝合金板材进行时效处理。 按照本发明，所述铝合金板材优选为本领域技术人员熟知的牌号为2219的铝合金，2219铝合金主要成分包括：≤0.2wt％(重量百分比)的Si、≤0.3wt％的Fe、5.8wt％～6.8wt％的Cu、0.2wt％～0.4wt％的Mn、≤0.02wt％的Mg、≤0.1wt％的Zn、0.20wt～0.10的Ti、0.05wt％～0.15wt％的V、余量的Al。

按照本发明，将2219铝合金铸成铝合金铸锭后，轧制所述铝合金铸锭形成铝合金板材，所述轧制包括一次或多次热轧，和在一次热轧之后的冷轧、或在多次热轧之间的冷轧或多次热轧之后的冷轧。对于热轧温度，优选为至少400℃，更优选的，热轧温度为420℃～500℃。按照本发明，所述铝合金板材的厚度优选为8mm～12mm，更优选的，所述铝合金板材的厚度为9mm～11mm，更优选的，所述铝合金板材的厚度为10mm。

轧制铝合金得到铝合金板材后，对铝合金板材进行淬火处理。对于淬火温度，优选为500℃～560℃，更优选为510℃～550℃，更优选为520℃～540℃，更优选为530℃～540℃。对于淬火时的保温时间，优选为60min～150min，更优选为70min～140min，更优选为80min～120min。保温后，对于淬火的冷却方法，本发明无特别限制，可以为油冷或水冷。

淬火后，为了提高铝合金板材最终的强度，本发明提供对淬火后的铝合金板材在厚度方向上施加0.8％～1.2％的压缩变形，更优选的，对淬火后的铝合金在厚度方向上施加1％的压缩变形。对于施加变形变形的温度，优选在室温下进行，即保持铝合金板的温度在室温，然后对其在厚度方向上施加冷压缩变形。对于施加冷压缩变形的方法和

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设备，本发明无特别的限制，优选在轧机上进行。

对淬火后的铝合金施加冷压缩变形后，对铝合金进行时效处理。时效处理时，对于时效处理的温度，优选为150℃～200℃，更优选为160℃～190℃，更优选为160℃～180℃，更优选为160℃～170℃。对于时效处理时的保温时间，优选为至少10小时，更优选为12小时～24小时，更优选为14小时～20小时。本发明所述时效处理是指本领域技术人员熟知的将冷变形后的铝合金加热到一定温度进行保温的工序。

将淬火后的铝合金施加小变形量的冷压缩变形后，在后续的时效处理过程中，有利于提高时效处理后的铝合金板材性能。 为了进一步了解本发明，下面结合实施例和比较例对本发明提供的铝板材的制备方法进行描述。但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。 实施例1

a)取厚度为10mm的2219铝合金板材；

b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为535℃，保温时间为90min，冷却方式为水冷；

c)取淬火后的铝合金板材共4个试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加1％、2％、2.5％、3％的压缩变形；

d)对压缩变形后的铝合金板材时效处理，时效处理时的温度为167℃，保温时间为16小时。

时效处理后，测量所述5个试样的铝合金板材性能列于表1。 表1实施例1中的铝合金板材在不同变形率下的性能测试结果

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比较例1

a)取厚度为10mm的2219铝合金板材；

b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为535℃，保温时间为90min，冷却方式为水冷；

d)对淬火后的铝合金板材时效处理，时效处理时的温度为167℃，保温时间为16小时。时效处理后，进行性能测试：屈服强度为305MPa、抗拉强度为440MPa、延伸率为14％。

实施例1和比较例1的实验结果表明，对淬火后的铝合金板材施加小变形量的压缩变形后，屈服强度得到显著的提高。当变形量为1％时，不但有利于提高其屈服强度，而且还可以保持良好的延伸率，如果压缩变形量达到2％以上时，虽然也可以提高屈服强度，但是延伸率下降，也就是说，铝合金板材的塑性下降。 实施例2

a)取厚度为10mm的2219铝合金板材；

b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为540℃保温时间为90min，冷却方式为水冷；

c)取淬火后的铝合金板材共4个试样，分别在室温条件下、在厚度方向上施加0.8％、1.2％、2.5％、3％的压缩变形；

d)对压缩变形后的铝合金板材时效处理，时效处理时的温度为172℃，保温时间为16小时。

时效处理后，测量所述5个试样的铝合金板材性能列于表2。 表2实施例2中的铝合金板材在不同变形率下的性能测试结果

比较例2

a)取厚度为10mm的2219铝合金板材；

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b)将所述铝合金板材淬火，淬火时的温度为540℃，保温时间为90min，冷却方式为水冷；

d)对淬火后的铝合金板材时效处理，时效处理时的温度为172℃，保温时间为16小时。时效处理后，进行性能测试：屈服强度为305MPa、抗拉强度为440MPa、延伸率为14％。

实施例2和比较例2的实验结果表明，对淬火后的铝合金板材施加小变形量的压缩变形后，屈服强度得到显著的提高。当变形量约为1％时，不但有利于提高其屈服强度，而且还可以保持良好的延伸率，如果压缩变形量达到2％以上时，虽然也可以提高屈服强度，但是延伸率下降，也就是说，铝合金板材的塑性下降。

以上对本发明提供的铝合金板材的加工方法进行了详细的介绍，行了详细介绍。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。

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说 明 书 附 图

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图1

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