鋁鋰合金大型板材固溶時效熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法。該方法包括準備步驟、固溶步驟和時效步驟。準備步驟：在所述板材相對兩側的每一側鉆孔，用鋁絲穿過每一側的各個鉆孔而將所述板材固定于工裝。加入硝鹽液，設定硝鹽爐的溫度在450℃～465℃范圍內(nèi)并保持該溫度至少30min，用壓縮空氣攪拌硝鹽液；固溶步驟：將安裝有板材的工裝垂直吊入硝鹽爐內(nèi)，固溶后從硝鹽爐內(nèi)吊出，從硝鹽爐轉移到常溫空氣中的轉移時間不大于15s；時效步驟：對吊出硝鹽爐的板材淬火后1h內(nèi)校平，然后進行時效，時效溫度為120±5℃，時效時間為5h~12h。本發(fā)明不僅能夠確保鋁鋰合金5A90的強度，還能很好的控制板材的變形程度。
【專利說明】鋁鋰合金大型板材固溶時效熱處理方法
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及板材固溶時效熱處理方法，尤其涉及鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法。

【背景技術】
[0003]鋁鋰合金5A90比其它的鋁合金材料都要輕，是已知最輕的作為結構材料使用的鋁合金。由于其質輕的優(yōu)點，作為結構材料使用對于減輕航天器的重量具有不可多得的積極作用，因此，在航天產(chǎn)品中具有廣泛的應用，尤其在飛船型號中，作為輕質的結構材料，被廣泛用于制造蒙皮等重要結構件。
[0004]鋁鋰合金5A90主要靠固溶時效提高強度。通過固溶時效，材料的強度應滿足ob彡410MPa。作為蒙皮材料，5A90采用大型板材，最大尺寸可達3000X 1500mm，而厚度僅為1.5mm。在這種鋁鋰合金5A90的固溶時效熱處理過程中，會影響鋁鋰合金的強度以及變形不好控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的鋁鋰合金5A90的固溶時效熱處理方法存在變形不好控制以及強度降低的問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，該方法包括如下步驟:準備步驟:在所述板材相對兩側的每一側鉆孔，用鋁絲穿過每一側的各個鉆孔而將所述板材固定在工裝上；向硝鹽爐加入硝鹽液，設定硝鹽爐的溫度在450°C?465°C范圍內(nèi)并保持該溫度至少30min，用壓縮空氣攪拌所述硝鹽液；固溶步驟:將安裝有所述板材的工裝垂直吊入硝鹽爐內(nèi)，固溶后從硝鹽爐內(nèi)吊出，從硝鹽爐轉移到常溫空氣中的轉移時間不大于15s ;時效步驟:時效溫度為120±5°C，時效時間為5tTl2h。
[0007]在一種具體方案中，在所述準備步驟中，在板材的相對兩側邊4?30mm邊距內(nèi)劃鉆Φ3?1mm孔，每一側邊上的孔與孔之間的間距5(T300mm。
[0008]在一種具體方案中，邊距是20mm,所述孔的直徑是4mm,間距是200mm。
[0009]在一種具體方案中，在所述準備步驟中，硝鹽液的組成為50%NaN03+ 50%KN03 (質量百分比)。
[0010]在一種具體方案中，所述固溶步驟還包括:所述工裝進入硝鹽爐內(nèi)后，所述板材放置于均熱區(qū)，在450°c?465°C下保溫疒15min，板材與硝鹽爐內(nèi)的加熱棒距離不低于200mm,然后再從硝鹽爐吊出。
[0011]在一種具體方案中，所述方法在固溶步驟結束后時效步驟之前還包括:所述工裝從硝鹽爐吊出后，所述板材先在40°C?60°C熱水中清洗3min，并在水槽中上下運動，再用流動的自來水沖洗表面。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
由于本發(fā)明將板材在硝鹽爐內(nèi)固溶且硝鹽爐保持在前述溫度、在板材的相對兩側設置孔并用鋁絲固定于工裝上以及時效溫度為120±5°C，時效時間為5tTl2h，所以，采用本發(fā)明處理的板材不僅強度好，而且，很好地控制了大型板材的變形程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0014]為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0015]請參閱圖1，本發(fā)明鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法包括如下步驟: 準備步驟S1:該步驟包括Sll至S14，詳細說明如下:
S11、檢查零件表面是否存在較深的劃痕、腐蝕、凹凸不平、表面毛糙等缺陷。
[0016]S12、板材應用汽油進行清洗表面油污(汽油擦洗必須在生產(chǎn)準備區(qū)內(nèi)，熱處理作業(yè)區(qū)內(nèi)嚴禁使用汽油)。一般來說，應清洗兩次。第一次可用廢汽油進行大致清洗，第二次應用干凈汽油進行仔細清洗，最后用干凈紗布擦干零件表面；也可用中性清洗劑擦洗，清洗后應在60°C?80°C熱水槽中漂洗2min，然后在流動的清水中沖洗干凈。
[0017]該步驟可以充分清除板材表面的油污，又對板材無腐蝕作用，防止將油污帶入硝鹽爐中，給硝鹽液造成污染。
[0018]S13、板材的相對兩側(左右兩端)20mm邊距內(nèi)劃鉆Φ4ι?πι孔，間距200mm,用招絲穿過各Φ4mm孔,拉緊板材，固定在工裝上。板材之間間隔要大于50mm,每爐至多同時處理兩塊。
[0019]采用步驟S13的方式安裝板材，可將板材垂直固定，降低入爐和出爐時的阻力，減小變形，另外，可以減少板材受到的束縛，使板材盡可能處于自由狀態(tài)。
[0020]S14、加入硝鹽液，硝鹽液的組成為50%NaN03+ 50%KN03 (質量百分比)，并將硝鹽爐的溫度設定在450°C?465°C，保溫至少30min，并用壓縮空氣進行攪拌所述硝鹽液，可以提高爐溫的準確性和均勻性。
[0021]固溶步驟S2，該步驟包括步驟S21至步驟S23，具體詳述如下:
S21、板材固定在固溶工裝上，由行車裝吊垂直入爐。
[0022]S22、板材放置于均熱區(qū)，在450°C?465°C下保溫疒15min。板材與加熱棒距離不低于200_，可以防止板材受熱不均勻，一方面可以降低熱應力造成的變形，另一方面可提高板材性能的穩(wěn)定性和均勻性。
[0023]S23、加熱結束后，板材連同工裝由快速行車吊起迅速出爐，為了增大冷卻速度，提高固溶效果，從加熱爐轉移到常溫空氣中的轉移時間一般不大于15s。
[0024]固溶結束后，為了快速去除板材表面殘留的硝鹽，防止材料被腐蝕，板材應立即在40°C?60°C熱水中清洗3min，并在水槽中上下運動，因為運動可加強板材附件水的流動，使清洗更加容易、快捷；再用流動的自來水沖洗表面，保證外表面全部沖洗干凈，然后用壓縮空氣吹干，平放在干凈泡沫墊上，板材之間用棉紙進行隔開。
[0025]S24、固溶后，板材或多或少存在一定程度的變形，因此需要進行校形。為了防止發(fā)生自然時效而導致材料硬化，校形應在固溶后Ih內(nèi)進行，并且使用橡膠打板，防止校形過程中在板材表明產(chǎn)生印痕。
[0026]時效步驟S3，在該步驟中，零件應平放在均熱區(qū)，使其均勻加熱，有利于提高產(chǎn)品質量。時效溫度為120±5°C，時效時間為5tTl2h，保溫結束后爐冷。時效時應開啟循環(huán)風扇，使爐內(nèi)溫度均勻。
[0027]步驟S4、校形
時效后Ih內(nèi)手工校平，使用橡膠打板。
[0028]步驟S5、檢驗
將隨爐試樣加工成拉伸試樣，測試板材橫向力學性能σα2、ob> δ 10。
[0029]步驟S6、流轉
將板材兩邊貼可剝薄膜待流轉。
[0030]綜上所述，由于本發(fā)明將板材在硝鹽爐內(nèi)固溶且硝鹽爐保持在前述溫度、在板材的相對兩側設置孔并用鋁絲固定于工裝上以及時效溫度為120±5°C，時效時間為5tTl2h，所以，采用本發(fā)明處理的板材不僅強度好，而且，很好地控制了大型板材的變形程度。
【權利要求】
1.鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 51、準備步驟:在所述板材相對兩側的每一側鉆孔，用鋁絲穿過每一側的各個鉆孔而將所述板材固定在工裝上；向硝鹽爐加入硝鹽液，設定硝鹽爐的溫度在450°C?465°C范圍內(nèi)并保持該溫度至少30min，用壓縮空氣攪拌所述硝鹽液； 52、固溶步驟:將安裝有所述板材的工裝垂直吊入硝鹽爐內(nèi)，固溶后從硝鹽爐內(nèi)吊出，從硝鹽爐轉移到常溫空氣中的轉移時間不大于15s ； 53、時效步驟:時效溫度為120±5°C，時效時間為5tTl2h。
2.根據(jù)權利要求1所述鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:在所述準備步驟中，在板材的相對兩側邊4?30臟邊距內(nèi)劃鉆Φ 3?10mm孔，每一側邊上的孔與孔之間的間距5(T300mm。
3.根據(jù)權利要求2所述鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:邊距是20mm,所述孔的直徑是4mm,間距是200mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:在所述準備步驟中，硝鹽液的組成為50%NaN03+ 50%KN03 (質量百分比)。
5.根據(jù)權利要求1所述的鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:所述固溶步驟包括:所述工裝進入硝鹽爐內(nèi)后，所述板材放置于均熱區(qū)，在450°C?465°C下保溫7?15min，板材與硝鹽爐內(nèi)的加熱棒距離不低于200mm，然后再從硝鹽爐吊出。
6.根據(jù)權利要求1至5中任何一項所述的鋁鋰合金5A90大型板材固溶時效熱處理方法，其特征在于:所述方法在固溶步驟結束后時效步驟之前還包括步驟S3:所述具有板材的工裝從硝鹽爐吊出后，所述板材先在40°C?60°C熱水中清洗3min，并在水槽中上下運動，再用流動的自來水沖洗表面。
【文檔編號】C22F1/04GK104419881SQ201310377088
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權日:2013年8月27日
【發(fā)明者】任偉, 馮冠祥, 馬國平 申請人:上海航天設備制造總廠