【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料加工，具体公开了一种通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球对环保和能效要求的提高，汽车轻量化已成为行业发展的重要趋势。有数据统计，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提升6％-8％；汽车整备质量每减少100公斤，百公里耗油可降低0.3-0.6升；汽车重量降低1％，油耗可降低0.7％。因此，汽车轻量化已成为降低汽车排放、提高燃烧效率的有效措施，也是汽车材料发展的主要方向。实现汽车轻量化主要有三种途径，分别为采用轻质高强材料、优化结构设计和先进的制造工艺。目前，汽车轻量化材料主要包括高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。铝合金具有较高的强度，同时也有不错的耐撞性，能在碰撞过程中吸收更多能量，从而提高车辆的安全性能。与钢材料相比，铝合金的密度仅为前者的三分之一，采用铝合金材料可以显著降低汽车的整体质量。这将有助于减少燃油消耗，降低co2排放，从而实现环保目标。
2、铝合金凭借着其卓越的性能特性，在汽车工业中的应用日益广泛，在车身结构中的比例逐渐提升，其中以7000系铝合金为代表的高强铝合金具有更高的强度可使应用的板材更薄而进一步减重，并且其有用作车身高负载结构件的潜力。但是高强铝合金在应用过程中面临着诸多挑战，由于塑性较差，室温下的成形过程尤为困难，传统的冷冲压技术仅能成形出形状简单、变形量不大的铝合金零件，而形状复杂的零件只能采用分别冲压后再连接的方法实现，导致生产效率降低和成本增加。此外，成形件常常出现回弹、破裂、起皱等失效现象。有研究表明，提高成形温
3、根据研究，现有的热处理-冲压一体化技术需要先将加热炉升温至固溶温度，随后将铝合金板料放入炉中保温一段时间，确保材料充分固溶，接着，利用机械臂在极短的时间内(约7秒)将板料迅速转移到模具上，实现快速淬火与冲压成形，形成过饱和固溶体，最后，对成形淬火后的零件进行人工时效处理，析出第二相颗粒，从而达到时效强化的目的。但是，现有热冲压工艺涉及的热处理阶段耗时较长，由于加热炉升温速率较慢，加热和固溶处理时间通常需要10min-40min，时效处理通常需要在加热炉中保温至少24h才能达到峰值时效，加热炉固溶处理方法所需的时间与冲压节奏难以协调，导致无法满足实际生产线的效率要求。长时间的热处理不仅增加了生产成本，还导致了能源消耗的增加，对经济效益和环保性均构成挑战。
4、根据检索中国专利技术专利cn112547798a介绍了一种通过累积叠轧制备高强异构高熵合金的方法，其原理是通过累积叠轧+退火处理的方法能够得到具有高强高韧的层状异构高熵合金，但该工艺退火处理时间较长，通常需要60min-90min，且该制备方法适用于高熵合金不适用于铝合金材料。
5、中国专利技术专利cn112845587a介绍了一种增量累积叠轧制备梯度结构金属材料的方法，其原理是通过3-5次增量-累积叠轧调控材料微观组织由表层至芯部细化程度梯度提高，使得材料兼具高强度和较好的韧性，但该工艺只是为了获得具有微观组织呈梯度分布的结构材料，并不能解决传统热处理-冲压工艺热处理耗时较长，无法满足实际生产线的效率要求的问题。
6、中国专利技术专利cn115365361a公布了一种7075-t6铝合金接触加热成形方法，其原理是利用接触加热装置能够快速加热7075t6铝合金板料至400℃左右，使其获得良好的塑性进一步成形，但该工艺铝合金经过接触加热后并没有留出足够的固溶处理时间，而是直接进行冲压成形，力学性能只能达到t6铝合金75％以上的强度，经过接触加热-冲压成形后的铝合金材料需要在室温下进行2天以上的自然时效，时效周期较长且强度只能达到t6状态的90％以上。
7、因此，本专利技术旨在提出一种提高生产效率、降低生产成本和能源消耗的铝合金加工方法
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于缩短热处理-冲压一体化过程铝合金材料的固溶处理时间和时效时间，提高热冲压工艺的效率，降低生产成本和能源消耗。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法。通过累积叠轧的方法给铝合金材料施加预变形，采用接触加热装置，利用预先加热至特定温度的上下平板模对板料进行直接加热，通过热传导的方法对铝合金进行固溶处理，实现15s～20s加热至接近固溶温度，25s～35s内完成固溶处理，人工时效过程达到时效峰值的时间缩短至18h～20h，同时铝合金的强度、硬度提高，且不损失延伸率。
3、本专利技术公开了通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，采用如下的技术方案：
4、通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，包括以下步骤，
5、(1)对铝合金材料进行均匀化处理；
6、(2)对铝合金材料表面进行清理，将表面的氧化层和油污去除，直至表面干净光滑；
7、(3)采用累积叠轧的方法对铝合金材料施加预变形，铝合金材料的累积叠轧次数为0～5次，单道次轧制的压下量为20％～60％，叠轧完成后进行水淬处理；
8、(4)将接触加热装置上下模预热至铝合金材料的固溶温度，铝合金材料放置在上下模之间进行接触加热以实现固溶处理；
9、(5)固溶处理完成之后将铝合金材料迅速转移至接触加热装置的冲压模，完成冲压成形淬火处理；
10、(6)将冲压淬火后的铝合金材料转移至加热炉中进行人工时效处理。
11、优选地，在步骤(6)中，所述铝合金材料的人工时效温度为100℃～200℃，时效时间为12h～24h。
12、优选地，在步骤(3)中，所述铝合金材料的累积叠轧次数为2次，单道次轧制的压下量为50％。
13、优选地，在步骤(4)中，铝合金材料的固溶温度范围为450℃～550℃，固溶时间为25s～35s。
14、优选地，在步骤(5)中，冲压成形过程的合模保压时间为25s～35s，保压压力为80kn～120kn。
15、优选地，在步骤(3)中，所述铝合金材料的轧制温度为200℃～350℃。
16、优选地，在步骤(1)中，所述铝合金材料的均匀化温度为450℃～550℃，保温时间为1h～12h。
17、优选地，在步骤(1)中，所述铝合金材料的厚度为1.5mm～2.5mm。
18、优选地，在步骤(2)中，所述铝合金材料表面清理采用丙酮和铜丝刷进行。
19、优选地，在步骤(3)中，所述多道次轧制时需将上一道次轧制得到的材料从中间切割成相同尺寸，并重复进行相同的工艺步骤，每次轧制前需进行步骤(2)。
20、与现有技术相比，本专利技术至少包括以下有益效果：
21、本专利技术通过累积叠轧的方法给铝合金材料施加预变形，采用接触加热装置，利用预先加热至特定温度的上下平板模对板料进行直接加热，通过热传导的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述铝合金材料的人工时效温度为100℃～200℃，时效时间为12h～24h。
3.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述铝合金材料的累积叠轧次数为2次，单道次轧制的压下量为50％。
4.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(4)中，铝合金材料的固溶温度范围为450℃～550℃，固溶时间为25s～35s。
5.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(5)中，冲压成形过程的合模保压时间为25s～35s，保压压力为80KN～120KN。
6.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述铝合金材料的轧制温度为200℃～350
7.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述铝合金材料的均匀化温度为450℃～550℃，保温时间为1h～12h。
8.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述铝合金材料的厚度为1.5mm～2.5mm。
9.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述铝合金材料表面清理采用丙酮和铜丝刷进行。
10.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述多道次轧制时需将上一道次轧制得到的材料从中间切割成相同尺寸，并重复进行相同的工艺步骤，每次轧制前需进行步骤(2)。
...【技术特征摘要】
1.一种通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述铝合金材料的人工时效温度为100℃～200℃，时效时间为12h～24h。
3.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述铝合金材料的累积叠轧次数为2次，单道次轧制的压下量为50％。
4.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(4)中，铝合金材料的固溶温度范围为450℃～550℃，固溶时间为25s～35s。
5.根据权利要求1所述的通过累积叠轧、接触加热与人工时效的铝合金加工方法，其特征在于，在步骤(5)中，冲压成形过程的合模保压时间为25s～35s，保压压力为80kn～120kn。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁肖，张晓蕾，彭玉青，王子健，何亚琛，彭则，
申请(专利权)人：江西豪斯特汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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