本发明专利技术提供了一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，特别是涉及一种提高7000系铝合金铸锭均匀化效率的方法，所述方法的全过程是在变温环境中完成，所述方法适用于厚度大于200mm的扁铸锭。研究发现粗大初生相溶解的最关键因素是温度，温度越高粗大初生相溶解越彻底，传统的均匀化处理都是在恒定的温度下保温一定时间，且为了避免发生过烧，往往选取远远低于粗大初生相溶解的温度，依靠延长时间达到均匀化的效果。而本申请的发明专利技术人则出人意料地发现，采用本申请的方法不仅可以快速实现粗大初生相的溶解，同时还可以有效地避免铸锭在高温下发生过烧，在获得相同均匀化处理效果的前提下，可以显著缩短均匀化处理过程的时间，大大降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
一种提高7000系铝合金铸锭均匀化效率的方法
本专利技术属于金属材料
，涉及一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，特别是涉及一种提高7000系铝合金铸锭均匀化效率的方法。
技术介绍
7000系铝合金具有超高强、高韧、耐蚀等较高的综合性能，是航空工业领域常用的金属材料之一，主要用于飞机机身主承力框梁、接头等重要部位。随着飞机尺寸的增加以及对整体结构件的需求增加，铝合金半成品，如板材、锻件的尺寸也越来越大，随着尺寸的增大，均匀性控制难的问题越来越显著，而铸锭的均匀性是铝合金半成品均匀性的基本前提。7000系铝合金具有高合金化特点，因此在板材、锻件、挤压制品的热变形前需进行均匀化退火处理，均匀化退火处理可以消除粗大初生相和成分偏析，同时诱导与基体共格的Al3Zr纳米粒子均匀弥散析出，提高铸锭的均匀性以及可热加工性能。7000系铝合金的均匀化退火工艺由最初的单级、双级发展至目前的三级，以三级均匀化退火处理为例，其中，第一级均匀化退火处理的温度较低，一般为380℃~420℃，目的是促进Al3Zr粒子析出；第二级和第三级均匀化退火处理的温度一般为450℃~470℃，目的是通过分步骤的方法逐渐溶解合金中的粗大初生相，而且第二级和第三级均匀化退火处理的温度不会超过480℃或以上，因为7000系铝合金在这个温度下会发生过烧现象，导致热加工过程开裂。为了进一步追求粗大初生相充分溶解的效果，最大程度的降低残余粗大初生相的含量，本领域常规的做法是尽可能的延长保温时间，由于工业化生产所用的扁铸锭厚度均在200mm以上，这导致均匀化处理过程的保温时间超过48h，且随着铸锭尺寸的增加，保温时间也相应延长，此外，由于铸锭对温度更为敏感，所以仅靠延长保温时间并不能达到使粗大初生相充分溶解的效果，另外延长保温时间还大大延长了铸锭的制备时间，提升了生产成本。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，特别是涉及一种提高7000系铝合金铸锭均匀化效率的方法，所述方法的全过程是在变温环境中完成的，所述方法适用于厚度大于200mm的扁铸锭。研究发现粗大初生相溶解的最关键因素是温度，温度越高粗大初生相溶解越彻底，传统的均匀化处理都是在恒定的温度下保温一定时间，且为了避免发生过烧，选取的温度往往远远低于粗大初生相的溶解温度，依靠延长时间达到均匀化的效果。而本申请的专利技术人则出人意料地发现，采用本申请的方法不仅可以快速实现粗大初生相的溶解，同时还可以有效地避免铸锭在高温下发生过烧，在获得相同均匀化处理效果的前提下，可以显著缩短均匀化处理过程的时间，大大降低了生产成本。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，特别是涉及一种提高7000系铝合金铸锭均匀化效率的方法，所述方法包括对待处理的7000系铝合金铸锭进行均匀化退火处理，所述均匀化退火处理包括：先线性升温到第一阈值温度，再线性降温至第二阈值温度，随后出炉后在空气中冷却至室温，实现对待处理的7000系铝合金铸锭的均匀化退火处理，其中，所述第一阈值温度高于待处理的7000系铝合金的过烧温度。根据本专利技术的实施方式，所述7000系铝合金为本领域常规的含Al、Zn、Mg和Cu元素的7000系铝合金、即Al-Zn-Mg-Cu7000系铝合金；示例性地，所述7000系铝合金选自7055合金、7085合金、7150合金、7A55合金、7A85合金、7B50合金、7050合金、7010合金等中的至少一种。根据本专利技术的实施方式，所述均匀化退火处理的起始处理温度为280~320℃，例如为280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、315℃或320℃。根据本专利技术的实施方式，所述线性升温的升温速率为5~30℃/h，例如为5℃/h、8℃/h、10℃/h、15℃/h、18℃/h、20℃/h、22℃/h、25℃/h、28℃/h或30℃/h。根据本专利技术的实施方式，所述第一阈值温度高于7000系铝合金的过烧温度10~20℃，例如高于7000系铝合金的过烧温度10℃、12℃、15℃、18℃或20℃。根据本专利技术的实施方式，所述7000系铝合金的过烧温度为480~490℃。根据本专利技术的实施方式，所述第一阈值温度为490~510℃，例如为490℃、492℃、495℃、498℃、500℃、502℃、505℃、508℃或510℃。本专利技术中，所述的7000系铝合金的过烧温度是指7000系铝合金发生过烧现象时的温度。根据本专利技术的实施方式，所述线性降温的降温速率为10~30℃/h，例如为10℃/h、15℃/h、18℃/h、20℃/h、22℃/h、25℃/h、28℃/h或30℃/h。根据本专利技术的实施方式，所述升温速率和降温速率可以相同，也可以不同，优选地，所述升温速率小于等于所述降温速率。根据本专利技术的实施方式，所述第二阈值温度为180~220℃，例如为180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃。根据本专利技术的实施方式，所述均匀化退火处理是在热处理炉内进行的。根据本专利技术的实施方式，所述均匀化退火处理包括：当热处理炉的温度达到300℃时，装入铸锭，以一定的升温速率线性升温到500℃，再以一定的降温速率线性降温至200℃，出炉后在空气中冷却至室温。示例性的，所述线性升温的升温速率为5~30℃/h，例如为5℃/h、8℃/h、10℃/h、15℃/h、18℃/h、20℃/h、22℃/h、25℃/h、28℃/h或30℃/h。示例性的，所述线性降温的降温速率为10~30℃/h，例如为10℃/h、15℃/h、18℃/h、20℃/h、22℃/h、25℃/h、28℃/h或30℃/h。示例性的，所述升温速率和降温速率可以相同，也可以不同，优选地，所述升温速率小于等于所述降温速率。根据本专利技术的实施方式，所述均匀化退火处理包括：当热处理炉的温度达到300℃时，装入7000系铝合金铸锭，以20℃/h的升温速率线性升温到500℃，再以20℃/h的降温速率线性降温至200℃，降温至200℃后出炉，空气冷却至室温，所述均匀化退火处理过程适用于厚度在200mm~400mm范围内的扁铸锭，此时可以控制7000系铝合金铸锭在热处理炉内的总时长不超过25h。根据本专利技术的实施方式，所述均匀化退火处理包括：当热处理炉的温度达到300℃时，装入7000系铝合金铸锭，以10℃/h的升温速率线性升温到500℃，再以15℃/h的降温速率线性降温至200℃，降温至200℃后出炉，空气冷却至室温，所述均匀化退火处理过程适用于厚度大于400mm（例如大于400mm且小于等于520mm）的扁铸锭，此时可以控制7000系铝合金铸锭在热处理炉内的总时长不超过40h。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，特别是涉及一种提高7000系铝合金铸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，所述方法包括对待处理的7000系铝合金铸锭进行均匀化退火处理，所述均匀化退火处理包括：先线性升温到第一阈值温度，再线性降温至第二阈值温度，随后出炉后在空气中冷却至室温，实现对待处理的7000系铝合金铸锭的均匀化退火处理，其中，所述第一阈值温度高于待处理的7000系铝合金的过烧温度。/n
【技术特征摘要】
1.一种7000系铝合金铸锭的均匀化退火方法，所述方法包括对待处理的7000系铝合金铸锭进行均匀化退火处理，所述均匀化退火处理包括：先线性升温到第一阈值温度，再线性降温至第二阈值温度，随后出炉后在空气中冷却至室温，实现对待处理的7000系铝合金铸锭的均匀化退火处理，其中，所述第一阈值温度高于待处理的7000系铝合金的过烧温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述均匀化退火处理的起始处理温度为280~320℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性升温的升温速率为5~30℃/h，所述线性降温的降温速率为10~30℃/h。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一阈值温度高于7000系铝合金的过烧温度10~20℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述7000系铝合金的过烧温度为480~490℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一阈值温度为490~510℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二阈值温度为180~220℃。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧金鑫，何维维，戴圣龙，伊琳娜，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。