專利名稱：鋁鋰合金的電場均勻化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬熱處理，特別是鋁鋰合金電場均勻化處理方法。
鑄造合金存在嚴重的枝晶偏析，為了消除合金的枝晶偏析提高合金的加工性能及力學性能，合金的均勻化過程是一個必不可少的熱處理手段。均勻化過程是一個原子擴散過程，它與偏析規(guī)模、枝晶軸間距及擴散系數(shù)有關(guān)，對于緩慢冷卻的合金，由于枝晶間距較大，合金幾乎不能均勻化。提高溫度，增大擴散系數(shù)，可以加速均勻化過程。彼迪和柯卡迪在《冶金學報》1971年第2期371頁中，特別重視在偏析合金熔點溫度以上均勻化處理，其效果很好。但是，對于鋁鋰合金很容易過燒。減少枝晶間距可以有效地縮短均勻化時間。鑄錠變形，減少橫斷面，可以縮短枝晶軸間距，變形后均勻化時間明顯縮短。但是，一些鑄造鋁鋰合金在鑄態(tài)下，塑性較差，幾乎不能加工(01420鋁鋰合金)?，F(xiàn)在常規(guī)的均勻化方法，不能有效地解決合金的均勻化問題，均勻化時間長，并且坯料中心均勻化效果較差。所以，現(xiàn)在還沒有有效地解決鋁鋰合金均勻化問題的方法。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供解決鋁鋰合金均勻化時間長，合金內(nèi)部均勻化效果較差的電場均勻化處理方法。
為達到上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
先將壞料作為正極，放入強電場作用裝置內(nèi)，然后打開強電場發(fā)生器，電場強度可達1—10KV/cm，加熱坯料進行均勻化處理。溫度為430—550℃，時間8-16小時，再進行8-16小時的非電場均勻化處理。
鋁鋰合金均勻化過程，是原子的擴散過程，擴散激活能的大小決定原子的擴散速度。擴散激活能與合金的結(jié)合能有關(guān)，結(jié)合能越弱，擴散激活能越小，原子擴散越快，均勻化時間越短。強電場作用下合金結(jié)合能的減少，是通過強電場削弱金屬鍵的作用而實現(xiàn)的。根據(jù)金屬的自由電子理論，自由電子隨機地分布在金屬之中，形成金屬鍵。在強電場的作用下(坯料為正極)，坯料內(nèi)部的電子濃度降低，合金的費密能降低，金屬結(jié)合能下降，原子擴散的激活能降低，強電場加速原子擴散，均勻化時間縮短。另外，強電場降低坯料的表面能，溶質(zhì)原子向表面擴散，強電場作用具有定向高速擴散的特點，消除了坯料內(nèi)部均勻化效果差的缺點。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、縮短了鋁鋰合金均勻化處理時間，時間可縮短三分之一以上，內(nèi)部均勻化質(zhì)量改善。
2、加工性能明顯改善，力學性能也有一定的提高。2091鋁鋰合金冷軋變形量達到90％，屈服強度(T6)達到400MPa，斷烈強度達到490MPa，應變時效的屈服強度達到497MPa，斷烈強度達到544MPa，01420鋁鋰合金加工性能明顯改善，熱軋幾乎不開裂，冷軋變形量達到40％以上，其性能達到或優(yōu)于一般均勻化處理的指標。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明予以詳細說明。


圖1為本發(fā)明鋁鋰合金的電場均勻化處理方法裝置圖。
從圖1可以看出，本發(fā)明采用的電場均化裝置由三部分組成第一部分是強電場發(fā)生器，目的是為了產(chǎn)生高壓直流電壓。在工作時，首先是三相交流電1，經(jīng)過調(diào)壓器2，再經(jīng)過升壓變壓器3得到了三相交流高電壓。三相電經(jīng)過高壓硅堆整流4及高壓電容濾波5，得到脈動較小的直流高電壓，其直流電壓值可用高壓靜電表6來測量。第二部分是爐體7，為了保證爐體與電場作用裝置的絕緣，爐體內(nèi)襯鑲嵌了一層高溫陶瓷8，這部分的作用是加熱坯料，溫度范圍為430-540℃，時間8-16小時，還可以繼續(xù)進行8-16小時非電場均勻化處理。
第三部分是電場作用裝置，它由坯料一正極9，極板-負極11及絕緣陶瓷10組成。它的作用是使坯料處于強電場的作用下，并且坯料、極板與爐體互相絕緣。在坯料和極板之間產(chǎn)生高壓強電場，電場強度為1-10kv/cm。
本發(fā)明提供以下實施例實施例1將2091鋁鋰合金作為正極，放入強電場作用裝置內(nèi)，打開強電場發(fā)生器，在坯料和極板之間產(chǎn)生高壓強電場，把電場強度調(diào)整到2kv/cm，溫度為540℃，時間為8小時，再經(jīng)非電場處理8小時。極板可采用耐高溫氧化不銹鋼板。
實施例2將01420鋁鋰合金作為正極，放入強電場作用裝置內(nèi)，打開強電場發(fā)生器，在坯料和極板之間產(chǎn)生高壓強電場，把電場強度調(diào)整到10kv/cm，溫度為430℃，時間為16小時，再進行非電場處理8小時。極板可采用耐高溫氧化不銹鋼鋼板。
權(quán)利要求
1.一種鋁鋰合金的電場均勻化處理方法，其特征在于先將坯料作為正極，放入強電場作用裝置內(nèi)，然后打開強電場發(fā)生器，在坯料和極板之間產(chǎn)生高壓強電場，電場強度為1—10kv/cm，再加熱坯料進行均勻化處理，溫度為430—540℃，時間8—16小時，最后，再進行8—16小時非電場均勻化處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁鋰合金的電場均勻化處理方法，先將坯料作為正極，放入強電場作用裝置內(nèi)，然后打開強電場發(fā)生器，在坯料和極板之間產(chǎn)生高壓強電場，再加熱坯料進行均勻化處理，溫度為430-540℃，時間8-16小時，再進行8-16小時非電場均勻化處理。本發(fā)明可應用在鋁鋰合金材料進行均勻化處理。
文檔編號C22F3/00GK1114691SQ9411037
公開日1996年1月10日 申請日期1994年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月6日
發(fā)明者劉偉, 崔建忠 申請人:東北大學