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CN1162341A - 铝合金板材的热处理方法 - Google Patents

铝合金板材的热处理方法 Download PDF

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Abstract

一种生产经固溶热处理的铝合金板材的方法，该方法包括使热轧或冷轧铝合金板材经受固溶热处理，随后淬火，并在基本时效硬化发生之前，使该合金板材再经受一次或多次后继热处理，这后继热处理包括将该板材加热到100～300℃范围内的某一峰值温度(优选为130～270℃)，然后使该板材在峰值温度下保持一段时期，时间小于约1分钟，再使该合金板材从峰值温度冷却到温度85℃或更低。经这样处理过的板材能用作汽车用板材，并具有良好的“涂料烘干响应”，亦即，该板材一经涂上涂料和烘干就能使其屈服强度从T4回火时的值增加到T8X回火时的值。

Description

铝合金板材的热处理方法
技术领域
本发明涉及铝合金板材的一种热处理方法，用这种方法能改进板材的涂料烘干响应。
背景技术
由于汽车制造商们正在努力通过降低运输工具的重量来改进燃油经济性，所以，铝合金板材现今更广泛地用作运输工具车身的结构和罩壳用板材。在传统上，铝合金或者直接冷铸成锭块，或者连续浇铸成厚带材，接着热轧成预定厚度。再用一道单独的工序将这带材冷轧至最终厚度，并绕成卷材。然后这卷材必须进行固溶热处理，以便在进行涂层处理过程中使成形板材增强。
固溶热处理包括将这合金加热到一适当高的温度(例如480～580℃)，使得在热轧和冷轧过程中，从母体合金中沉淀出来的所有可溶性合金成分溶解成固溶体，接着迅速骤冷至环境温度，以产生一种过饱和固溶体(例如，请参阅由美国金属学会在1987年发行的“Metallurgy forthe Non-Metallurgist”的pp.12-5，12-6)。然后使该合金沉淀硬化，方法是将该合金保持在室温下(或者，为了加快作用，有时在较高的温度下)一段时间，使之自然形成纯的沉淀物。在该合金供应给运输工具制造商用于加工成车身用板材等以前，还可再进行清洗、粗加工和预涂底层涂料作业。
极理想的是这种合金板材在交付给上述制造商时它是比较容易变形的，以便能无困难地将其冲压或模锻成要求的形状，而且无过度的弹性回跳。并且，还希望这种板材一旦加工成形，并经常规涂料和烘干程序后，能变得比较坚硬，以致薄的板材都能使用，并仍能具备良好的抗击性。交付给制造商时的合金板材的回火称为T4回火，而这种合金板材在涂料/烘干循环(这一循环可用2％拉伸和在177℃下烘干30分钟来模拟)后的最后回火称为T8X回火。所以，目标是要生产出一种在T4回火下有比较低的屈服强度，而在T8X回火下有高的屈服强度的合金板材。
常规固溶热处理后随之进行常规时效硬化程序的缺点，就是所谓“涂料烘干响应”(由涂料和烘干引起屈服强度从所希望的T4回火变成所希望的T8X回火)可能受到损失。
这一现有固溶热处理技术的另一个缺点，就是这种固溶热处理工艺要求进行这种处理的合金成卷材状，并因此要求分批作业(因为这大堆金属必须同时进行处理)，在分批作业中，热处理条件不大容易控制、保持的时间较长、精确和均匀地控制温度的要求难以达到，以及高的加热和冷却速率不可能得到实现。
所以，有改进铝合金板材热处理方法的必要，这种热处理方法要能增强涂料烘干响应(强度从T4增加到T8X〕，并优选使这种方法能连续地进行，亦即，当卷材送至卷材热处理线时，以移动板材的一部分被处理的方式进行。
转让予Mitsublishi Aluminum KK并于1993年2月23日公布的日本专利号JP5-44000公开了一种铝板的逆向处理方法，该方法是经一段长时间的自然时效硬化后，(为了使铝板有较好的可成形性)利用逆向处理使T4屈服强度下降。在固溶热处理、淬火和自然时效硬化之后，将铝板加热到200～260℃，并在合金峰值温度下保持3-80秒。
转让予Sumitomo Light Metal Industries Co.并于1993年10月28日公布的日本专利号JP5-279822公开了一种能改进涂料烘干响应的铝合金热处理方法。在固溶热处理和淬火之后，将该铝使合金板在1天内加热到15-120℃，保持1小时或更短，接着再加热到200～300℃，保持1分钟或更短。
转让予Kobe Steel Ltd.并于1990年8月20日公布的日本专利号JP2-209457公开了一种修改常规连续退火固溶热处理线的方法，以改进铝板材的涂料烘干响应。将一台再加热装置添加在上述热处理线的末端，以便在固溶热处理和淬火后立即再对铝板加热。
然而，这些参考资料不能达到所期望的改进程度。
发明内容
本发明的目的是要提供一种经固溶热处理的铝合金板材，这种板材在对其进行常规涂料和烘干作业后能具有良好的涂料烘干响应。
本发明的另一个目的是要提供一种金属稳定化热处理程序，该程序能在铝板固溶热处理后在连续作业的基础上进行，而且对材料所需的T4回火和T8X回火没有不利的影响。
本发明的又一个目的是减小铝合金板材在固溶热处理后，立即自然时效硬化对这金属的“涂料烘干响应”的不利影响。
本发明的再一个目的是要生产出一种在T4回火下具有低的屈服强度，而在T8X回火下具有高的屈服强度的铝合金板材。
根据本发明，的确提供了一种生产经固溶热处理的铝合金板材的方法，该方法包括对热轧或冷轧铝合金板材进行固溶热处理、随后淬火、并在任何基本时效进行之前，使该合金板材经受至少一次后继热处理，这后继热处理包括将该板材加热到一峰值温度，其值在100～300℃范围内(优选为在130～270℃)，使板材在此峰值温度下保持一段时期，时间小于约1分钟，然后使该合金从峰值温度冷却到温度85℃或更低。
本发明能在任何沉淀硬化铝合金例如Al-Mg-Si或Al-Mg-Si-Cu上得到实施。
这后继热处理(或者，当采用多于1次后继热处理时，首次这样的热处理)应优选在固溶热处理结束、进入淬火工序后的12小时内开始，以防止该合金在其最后的T8X回火下的屈服强度降低。更优选的程度是后继热处理在进入淬火工序后的1小时内进行，而在连续作业过程中，这时间延迟通常要降低到大约几秒钟。
经这种热处理后得到的板材，其强度通常高得足以取消(若有需要的话)自然时效(亦即在室温下保持48小时或更长)，在进行诸如切削到规定长度和/或加工成汽车用冲压件的生产加工以前，这种自然时效本来是必需的。用这种方法生产的板材与用传统方法生产的由同一合金制成的板材相比，在T4回火下的强度低≤10％(在一星期自然时效后)，而T8X回火下高≤50％。此外，如有要求，本方法能分别与作为清洗、预处理和预涂底层涂料工序一部分的干燥、预处理和涂底层涂料处理工序相结合，而这几道工序是生产预先涂有底层涂料的板材产品所必需的。另一方面，本发明的方法能应用于光面板材。在每种情况下，本发明的热处理方法都能和板材的常规固溶热处理相结合，并既可用来加工光面板材，也可在一道连续作业过程中用来加工清洗过的、预处理过的和预涂了底层涂料的板材。
从上面公开内容中明显地看到，在本专利申请中提到了术语T4回火和T8X回火。为清楚起见，下面对这些术语作相当详细的描述。
称为T4的回火是众所周知的(例如参阅“Aluminum Standardsand Data”(1984)第11页，该资料由Aluminum Associatuon发行)。本发明中采用的铝合金在固溶热处理作业之后，其拉伸性能仍会变化，而T4回火指的就是在上述变化已发生达到了相当程度之后，但在由常规涂料和烘干程序引起的性能变化发生之前，该板材的拉伸性能。
T8X回火可能不大知名，本处的T8X回火指的是一种经受了以下工序的T4回火板材，该工序包括为体现汽车用板材所典型经受的成形加工及涂料固化处理而进行的2％受拉变形及随后在177℃下的30分钟热处理。
本处所用术语“涂料烘干响应”意指在实际喷涂料和烘干过程中，该板材从T4回火变到了T8X回火时，板材拉伸性能的变化。良好的涂料烘干响应就是在这过程中能使拉伸屈服强度的增加达到最大。
附图简述
图1代表一条温度-时间曲线，这条曲线模拟了根据本发明引进的再加热稳定化工序的连续热处理和退火(CASH)作业线；和
图2是根据下面提供的几个实例中所述作出的温度-时间曲线图。
实施本发明的最佳模式
正如以上所述，本发明的方法采用了在铝合金板材标准固溶热处理和淬火之后，立刻或不久就进行至少一次后继热处理(亦即低温再加热工序)。
为了取得本发明所预期的效果，在固溶热处理结束、淬火工序之后，该板材的温度应最优选地取为约60℃或更低。然后这板材再经受一次或一系列的后继热处理，此时这合金被加热到100～300℃范围内的某一温度(优选范围为130～170℃)，接着被冷却。在这种(或每次)热处理时，将该合金直接加热到一峰值温度，并保持一极短的停滞时间，然后直接冷却到一确定的最后温度以下(上述处理称为温度“尖峰”，因为适合于上述这一程度的温度-时间曲线图展现了一条普遍地削尖了的三角形“尖峰”或稍微钝一点的“尖峰”)。在最大温度下的停滞时间的优选值是1分钟或更短，更优选值是5秒钟或更短，而最优选值是1秒或更短。这程序具有使合金在T4回火下保持良好的韧性的作用，同时又具有使涂料烘干响应最佳的作用。
在这种(或在每次)后继热处理时，优选的做法是将板材以一定的加热速率直接加热到位于规定范围内的峰值温度，此加热速率为10℃/分钟或更大(加热速率的优选范围为5～10℃/秒)，然后直接使板材从峰值温度冷却到一温度，其范围为55～85℃，冷却速率为4℃/秒或更大(更优选的冷却速率是25℃/秒或更大)。
本发明为什么能有效地保持良好的涂料烘干响应的理由尚不能确切地了解，但在建立理论时涉及了以下机理。在固溶热处理过程中，使热轧和冷轧过程中形成的二次相微粒在高于平衡溶解度曲线温度(480～580℃)时再溶解，该板材在这之后的淬火过程中迅速冷却，遏止了溶液的再沉淀。此刻，该板材呈含有溶质和过量空位的过饱和回火。这种过饱和固溶体是极不稳定的，而且，如果进行常规自然时效，它便分解形成晶带和晶体簇，这种晶带和晶体簇能增加板材的强度，但显著地降低了T8X回火下的强度。采用本发明的低温(多次)后继热处理，相信能建立稳定的晶带和晶体簇，从而促进遍及母体金属基体中的硬化粒子的沉淀，从而改进该合金在T8X回火下的强度。实际取得的改进程度取决于该合金的组成和所采用的峰值温度，
已经发现，在有些情况下，在(多次)后继热处理之后进行的自然时效导致了在T8X回火下强度的一些损失。降低或消除上述损失的方法是在上述后继热处理之后进行一道预时效工序。进行这种预时效的优选程序是在这一(或最后的)后继热处理之后，以小于2℃/小时的速率使该板材从温度55～85℃冷却下来。所以，在这样的情况下，这一(或最后的)后继热处理就包括以规定的速率4℃/秒或更大(更优选的值为25℃/秒或更大)，使该合金冷却到温度55～85℃，随之以小于2℃/小时的速率使该金属冷却到环境温度。
通常，采用只作一次后继热处理就足以达到所期望的结果，只是此时的优选方案是将该合金加热到一峰值温度，该温度位于规定范围的偏上部分，亦即该温度在190～300℃范围内。
更优选的方案是采用多于1次，例如2～4次的后继低温热处理工序。最方便的方案是作三次这样的热处理，并且将它们合并到清洗/干燥、预处理/固化、和预涂底层涂料/固化程序中，而这些程序是在制作预先涂有底层涂料的卷材产品过程中按常规应进行的。这些程序包括板材在涂料和固化以前进行的连续清洗和预处理。在本发明中，没有使用在这些熟悉工序中习惯采用的温度和加热速率和冷却速率。而是以上面所述的温度和速率所替代。这样做对清洗/干燥、预处理/固化，和预涂底层涂料/固化程序没有任何不利的影响，因为本发明中采用的这些温度和速率是与这些熟悉工序相适应的。
所要求的热处理的实施方法可包括将冷轧板材通过一套连续退火固溶加热(CASH)线(也称为连续退火线(CAL))引入为所需的一次或几次稳定化再加热工序的上述表面预处理步骤中。因此，在优选的实施方法中，该程序可以由以下几步骤组成：
(1)固溶热处理/迅速淬火
(2)校平
(3)清洗/干燥
(4)预处理/固化
(5)预涂底层涂料/固化
(6)卷材冷却。
根据本发明，上述工序(3)-(5)中的任何一道工序或更多道工序部可包括有稳定化热处理。
表示这样一系列工序的典型的温度分布曲线图表明在作为实例的附图1上。从该图左起，第一个温度峰值表示固溶热处理(SHT)和迅速淬火至室温(温度大约60℃以下)。然后使该金属板材经受一任选的不大于2％，而通常约为0.2％的拉伸，用时几秒钟，作为例行的校平操作。该程序的实施方法是将带材拉过特别设置的轧辊来消除波度。按照本发明，三次后继热处理是相继进行的，在此过程中，该合金分别在三个峰值温度(105℃、130℃和240℃)下加热，时间小于1秒。在图1所示的最后阶段，对板材进行受控预时效工序。进行预时效的优选方法是以小于2℃/小时的速率使材料从约85℃温度冷却下来。在大批量生产操作时，这道工序其实不是连续作业过程的一部分，而是在带材重新卷好、在离开作业线后进行的。
从图1上所用的标志线可看出，稳定化热处理并入了常规的清洗/干燥、预热/固化和预涂底层涂料/固化工序中。这最后的热处理代表了最后的预时效工序。
利用以下的实例来更详细地解释本发明，但这些实例并无有限制本发明所涉范围的意图。实例1
下表1中所示的各种合金用于本实例。这些合金呈板材状，其厚度为0.1cm(0.039英寸)。
表1采用的不同合金的标称组成物(以重量百分率表示)
  合金     CU     FE     MG     MN     SI     TI
 X611*     ＜0.01     0.15     0.77     ＜0.01     0.93     0.06
 AA6111     0.78     0.11     0.81     0.16     0.60     0.08
 AA6009     0.33     0.23     0.49     0.31     0.80
 AA6016     0.10     0.29     0.40     0.08     1.22     0.01
 AA2036     2.2     0.15     0.18     0.10     0.18
 KSE*     1.10     0.15     1.22     0.08     0.26
 LSG*     1.52     0.15     1.22     0.08     0.33
*试验性的合金
这些合金最初是经固溶热处理的并呈自然时效回火，并从这些合金制作拉伸试件。这些试件在560℃下历经30秒的重新固溶热处理，接着迅速冷却。经固溶热处理的板材的拉伸性能是在经一星期的时效后的T4回火和T8X回火下测定的。为了作比较，也对固溶热处理和淬火后的板材的拉伸性能立即进行了测定。
为了研究按照本发明采用的低温热处理的效果，重新固溶热处理过的试件被立刻置于皮带传送机加热炉内的温度峰值100～270℃中，然后迅速冷却到100℃以下。图2表明了加热曲线图，处理中典型使用(a)至(g)。这些曲线获得的方法是将板材放在设定于320℃的皮带传送机加热炉内加热。曲线(a)-(g)是在通过改变皮带速度获得的，这些曲线对应的皮带速度如下(以英尺/分钟表示)：(a)22.3；(b)20.5；(c)17.5；(d)14.5；(e)11.5；(f)8.5和(g)5.5。从置于炉内开始至达到热量峰值之间的时间延迟保持一最小值。为了比较不同热处理后的板材的稳定性，拉伸试验是在包括经过和没有经过一星期自然时效二种情况的T4和T8X回火下进行的。对有些试件进行了附加的预时效处理，方法是将试件置于55～85℃的炉内保持8小时，随后冷却到环境温度。这是为了用试件在实验室里模拟在55～85℃温度下卷绕带材，接着使该卷材以小于2℃/小时的速率自然冷却的实际情况。
拉伸试验是利用一台摇控INSTRON试验机在不同回火下的几种成对试件上进行的。强度值的精度认为在±1％以内，而总的伸长率(EL％)可以变化±5％。经固溶热处理和自然时效的板材
照现状的，一星期时效后的(T4)和T8X(2％的拉伸，随后在177℃下保持30分钟)的板材，其拉伸性能列于表2中。
表2
经固溶热处理和一次热作用循环的材料的拉伸性能
合金 PMT(℃)     未经自然时效            经一星期自然时效
         照现状            T8X             T4         T8X
    YS(KSI)     ％EL   YS(KSI)     ％EL     YS(KSI)    ％EL   YS(KSI)    ％EL
  AA6111     对照     8.9     29   42.4     14     20.3     27   29.9     23
    130     9.3     31    -     -     18.0     27   30.8     21
    240     14.7     24   45.7     13     20.8     25   38.8     18
  AA6016     对照     11.2     29   28.1     18     17.0     32   26.1     24
    130     12.5     29   32.1     17     15.2     29   30.6     24
  AA6009     对照      -     -    -     -     17.9     27   25.7     21
    240     8.6     26   38.7     14     16.4     27   28.9     19
  KSE     对照      -     -    -     -     19.0     25   26.2     25
    240     12.2     26   29.8     20     15.9     26   29.2     21
注：在上表中，PMT表示合金峰值温度，YS表示屈服强度，KSI表示千磅/平方英寸，和％EL表示伸长率
在所有情况下，对照试件的性能(见表2)是按常规制作的板材的典型性能。照现状的AA6111板材的YS为8.9KSi，而在T8X回火下此值增加约375％达到42.4KSi。经一星期时效后，T4回火和T8X回火下的YS值分别为20.3和29.9KSi。应注意，经一星期自然时效，使T4回火下的屈服强度增加约130％，而使T8X屈服强度响应降低约25％。
AA6016材料在照现状和T8X回火下的屈服强度分别显示为11.2和28.1KSi。在一星期自然时效后，像AA6111一样，T4回火下的屈服强度增加到17KSi，而T8X回火下的值降低到26.1KSi。可是，应注意，在本情况中由于自然时效，强度损失的程度与AA6111材料相比要小得多。
其它合金的拉伸性能也表明了与AA6016和AA6111板材所示的拉伸性能有类似的趋势。热量作用对经固溶热处理的材料性能的影响一次循环
上表2还列出了AA6111、AA6016、AA6009和KSE这些板材，在皮带传送机加热炉中经受了130℃或240℃的温度峰值(PMT)作用后，进行的拉伸试验的结果。不出所料，由于经受了130或240℃的热量峰值的作用，在照现状回火和T8X回火下的屈服强度值增加了。在所有情况下，经一星期自然时效的板材的屈服强度值与对照板材相比，在T4回火下约低10％，而在T8X回火下稍好些，但是，峰值在240℃的AA6111除外。二次循环
二次热作用循环对刚经固溶热处理的板材的影响进行了研究，研究所用的板材是AA6111和AA6016。下面表3概括了对在不同时效回火下的这些板材所进行的拉伸试验的结果。
表3
一星期时效对经固溶热处理再经二
次循环稳定的板材拉伸性能的影响
合金 PMT(℃)     未经自然时效     经一星期自然时效
           T4          T8X           T4           T8X
  YS(KSI)  ％EL   YS(KSI)    ％EL   YS(KSI) ％EL   YS(KSI)    ％EL
  AA6016     无   11.2   29   28.1     18   17.0   32   26.1     24
    130/240   10.6   30   35.0     16   16.2   29   32.6     21
    150/150   12.2   28   33.0     17   14.4   31   32.8     23
  AA6111     无   8.9   29   42.4     14   20.3   27   29.9     23
    130/240   15.3   29   44.4     17   20.2   26   38.7     20
    150/150   11.1   28   41.1     16   19.0   27   33.7     22
如同一次热作用循环的情况一样，这种热处理再次部分地稳定了AA6111的强度，而且在T8X回火下的强度最终值通常比对照板材的值要好些，也等于或好于一次热作用循环的板材。应注意，峰值温度的选择对AA6111板材在T8X回火下的响应十分显著。通常，选择较高的温度似乎比热峰的数目更重要。
AA6016板材与AA6111板材相比显得稍有不同。该合金在T4回火和T8X回火下具有不同的强度组合，这取决于热峰值温度。例如，当该材料的峰值温度分别处于130和240℃时，与对照板材相比，此时，该板材在T4回火下的屈服强度接近于照现状回火下的值，但在T8X回火下则高约7％。经一星期时效后，在T4回火下屈服强度增加，但在T8X回火下则稍有下降(约3KSi)。三次循环
下面表4概括了在固溶热处理后立即进行三次热峰值作用的板材，对其所进行的拉伸试验的结果。一般而言，增加一个循环对板材的机械性能不会引起任何显著程度的变化(对比在表3和表4上的数据)。
表4
一星期时效对经固溶热处再加三次
循环稳定后的板材拉伸性能的影响
合金 PMT(℃)     未经自然时效     经一星期自然时效
          T4     T8X           T4          T8X
  YS(KSI)  ％EL   YS(KSI)    ％EL   YS(KSI)   ％EL   YS(KSI)    ％EL
 AA6016   对照   11.2   29   28.1     18   17.0     32   26.1     24
130/130/240   11.2   35   35.2     16   16.2     30   31.2     22
150/150/150   12.6   31   32.7     20   14.7     33   32.4     21
 AA6111   对照   8.9   29   42.4     14   20.3     27   29.9     23
130/130/240   16.1   29   44.4     14   20.8     -   39.9     19
150/150/150   11.3   31   42.4     17   18.8     26   34.0     22
三次循环和预时效
热峰值和预时效相组合的使用，使板材在T4和T8X回火下的性能具有极佳的组合，预时效的程序是在55～85℃的温度下保持8小时，正如下表5所示。
  表5
预时效工艺对经三次循环(130/130/240℃)稳定后的AA6016和AA6111板材屈服强度的影响
合金 预时效℃-H                  未经自然时效     经一星期自然时效
          T4          T8X            T4          T8X
  YS(KSI)  ％EL   YS(KSI)    ％EL     YS(KSI)   ％EL   YS(KSI)    ％EL
 AA6016     对照   11.2   35   35.2     16     16.2     30   31.2     21
    55-8   14.0   26   35.3     20     16.1     27   34.0     22
    70-8   14.4   28   35.1     21     15.4     26   34.3     22
    85-8   15.1   26   35.4     21     164     28   35.2     21
 AA6111     对照   16.1   29   44.4     14     20.8     -   39.2     19
    55-8   19.1   23   43.3     17     21.5     22   41.9     17
    70-8   20.6   24   43.8     16     21.3     21   42.7     16
    85-8   22.3   16   44.5     18     22.0     -   44.7     17
这些结果表明，在固溶热处理后采用在100～240℃的温度下一次或更多次热循环，能改进可加热处理的铝合金在T8X回火下的性能。这种处理的确切影响取决于合金的型号、选择的最大(峰值)温度、和预时效回火。
在本例的试验用特定合金的情况下，能推出以下结论：AA6016
(a)单个低温峰值(130～240℃)产生了改进的T8X响应，尽管由于自然时效使强度有些损失；该强度稳定在大约31KSi。
(b)如果该板材的温度峰值在240℃处，随后在55～85℃温度下预时效8小时或更长，那么，在T8X回火下的强度增加到35KSi，而且相对于自然时效的稳定性得到了改进。
(c)这整套处理方法没有引起任何伸长率的损失，而得到的典型伸长率值是25～30％。AA6111
(a)为了得到最佳效果，要求温度峰值为240℃，但是自然时效后强度损失约5KSi。虽然如此，在考虑了由自然时效引起的损失之后，在T8X回火下的强度仍比对照板材的要高。
(d)在55～85℃内的三个温度下预时效8小时能减小由自然时效引起的损失。在本情况中，T8X回火下的强度得到了很大的改进(接近45KSi)。实例2
下面表6表明了经不同的热峰值作用和不同的预时效处理后的AA6111和AA6016板材的平均拉伸性能。
表6
三次稳定化处理对刚经固溶热处理
的AA6111的拉伸性能的影响
热量变化历程                     AA6111                AA6016
        T4     T8X     T4     T8X
  YS(KSI)  ％EL   YS(KSI)    ％EL   YS(KSI)   ％EL   YS(KSI) ％EL
固溶热处理+淬火+在室温(RT)下一星期(对照)   20.3   27   29.9     23   17.0   32   26.1   24
固溶热处理+淬火*+稳定化处理(105℃)+第二次稳定化处理(130℃)+第三次稳定化处理(240℃)+：a)在RT下一星期b)在85℃下5小时且没有保持在室温下c)在85℃下5小时并在室温下保持一星期 22.724.4- 2324- 44.946.4- 1517- 14.0-14.9 27-24 31.3-32.9 19-17
*对AA6111用冷水，对AA6016用加压空气
上表也还包括了按常规生产的对应板材的数据。不出所料，可以看出，这二种板材都表明了在室温(RT)下保持一星期之后，板材在T8X回火下的屈服强度有很大的改善。该板材在85℃下预时效5小时，对T8X回火下的屈服强度改善更大。
在大批量生产的固溶热处理(SHT)作业中，经固溶热处理的板材要经受校平操作工序，在成套作业线中配备有这道工序会是非常理想的。为了研究上述工序的影响，合金AA6111和AA6016在固溶热处理后立即进行了不同伸长量的拉伸。下面表7概括了拉伸试验的结果。
表中数据表明，低于1％伸长量的拉伸对T4回火和T8X回火下的屈服强度没有任何影响。可是，大于1％的拉伸使T4回火下的强度增加，但对可成形性可能有不利的影响。
这些数据表明，为改进在T8X回火下的强度而所需的热量峰值借助干燥和固化工序可得以实现，而干燥和固化工序是在干燥、预处理、预涂底层涂料和高温卷绕之后、在所有操作剂的结束时进行的。
表7伸长率％(在稳定化处理之前)对经固溶热处理的AA6111和AA6016合金的拉伸性能的影响
热量变化历程                AA611                   AA6016
    T4     T8X     T4     T8X
  YS(KSI) ％EL   YS(KSI) ％EL   YS(KSI)   ％EL   YS(KSI) ％EL
固溶热处理+淬火+在室温下一星期(对照)   20.3   27   29.9     23   17.0   32  26.1   24
固溶热处理+淬火+加压空气淬火+稳定化处理(105℃)+第二次稳定化处理(130℃)+第三次稳定化处理(240℃)+在室温下一星期A)0.2％B)0.5％C)1.0％D)2.0％ 21.221.622.924.1 24212320 43.943.744.445.2 16151615 14.916.617.818.8 23242016 33.333.834.934.9 16171516

Claims (17)

1.一种生产经过固溶热处理的铝合金板材的方法，该方法包括使热轧或冷轧铝合金板材经受固溶热处理，随后淬火，其特征在于该方法使上述合金板材在基本时效硬化发生之前进行至少一次的后继热处理，这后继热处理包括将该板材加热到某一峰值温度，其值在100～300℃范围内，然后使该板材在此峰值温度下保持一段时期，时间小于约1分钟，接着使该使合金从峰值温度冷却到温度85℃或更低。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述板材要在至少一次的后继热处理中加热到130～270℃范围内的某一峰值温度。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述至少一次的后继热处理中将该板材以10℃/分或更大的速率加热到所述峰值温度。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述至少一次的后继热处理中将该板材以5～10℃/秒的速率加热到所述峰值温度。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述至少一次的后继热处理中，将该板材以4℃/秒或更大的速率从所述峰值温度至少冷却到55～85℃范围内的某一温度。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述至少一次的后继热处理中，使该板材以25℃/秒或更大的速率从峰值温度至少冷却到55～85℃范围内的某一温度。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于使该合金以4℃/秒或更大的速率冷却到55～85℃范围内的某一温度，接着再以小于2℃/时的速率冷却到环境温度。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于使该板材在峰值温度下保持5秒或更少的时间。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于使该板材在峰值温度下保持1秒或更少的时间。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于所述材料在所述淬火之后和在所述至少一次后继加热工序之前具有60℃或更低的温度。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于所述至少一次后继热处理要在所述淬火工序的12小时内进行。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于所述至少一次的后继热处理要在所述淬火工序的1小时内进行。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于所述板材是一种Al-Mg-Si合金或Al-Mg-Si-Cu合金。
14.根据权利要求1的方法，其特征在于只作一次的后继加热工序要在离固溶热处理后的12小时内进行，涉及的峰值温度在190～300℃范围内。
15.根据权利要求1的方法，其特征在于所述后继加热工序进行2～4次。
16.根据权利要求1的方法，其特征在于所述后继加热工序进行3次。
17.根据权利要求1的方法，其特征在于使所述板材在所述固溶热处理之后但在所述至少一次后继热处理之前，以小于2％伸长量进行拉伸。
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