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铝锂 合金大型板材固溶时效 热处理方法

阅读：35发布：2020-05-13

专利汇可以提供铝锂合金大型板材固溶时效热处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种铝锂合金 5A90大型板材固溶时效热处理方法。该方法包括准备步骤、固溶步骤和时效步骤。准备步骤：在所述板材相对两侧的每一侧钻孔，用铝丝穿过每一侧的各个钻孔而将所述板材固定于工装。加入硝盐液，设定硝盐炉的温度在450℃～465℃范围内并保持该温度至少30min，用压缩空气搅拌硝盐液；固溶步骤：将安装有板材的工装垂直吊入硝盐炉内，固溶后从硝盐炉内吊出，从硝盐炉转移到常温空气中的转移时间不大于15s；时效步骤：对吊出硝盐炉的板材淬火后1h内校平，然后进行时效，时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h。本发明不仅能够确保铝锂合金5A90的强度，还能很好的控制板材的变形程度。，下面是铝锂合金大型板材固溶时效热处理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1、准备步骤：在所述板材相对两侧的每一侧钻孔，用铝丝穿过每一侧的各个钻孔而将所述板材固定在工装上；向硝盐炉加入硝盐液，设定硝盐炉的温度在450℃～465℃范围内并保持该温度至少30min，用压缩空气搅拌所述硝盐液；
S2、固溶步骤：将安装有所述板材的工装垂直吊入硝盐炉内，固溶后从硝盐炉内吊出，从硝盐炉转移到常温空气中的转移时间不大于15s；
S3、时效步骤：时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h。
2.根据权利要求1所述铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：在所述准备步骤中，在板材的相对两侧边4~30mm边距内划钻Φ3~10mm孔，每一侧边上的孔与孔之间的间距50~300mm。
3.根据权利要求2所述铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：边距是20mm，所述孔的直径是4mm，间距是200mm。
4.根据权利要求1所述的铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：
在所述准备步骤中，硝盐液的组成为50%NaNO3+ 50%KNO3（质量百分比）。
5.根据权利要求1所述的铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：
所述固溶步骤包括：所述工装进入硝盐炉内后，所述板材放置于均热区，在450℃～465℃下保温7~15min，板材与硝盐炉内的加热棒距离不低于200mm，然后再从硝盐炉吊出。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，其特征在于：所述方法在固溶步骤结束后时效步骤之前还包括步骤S3：所述具有板材的工装从硝盐炉吊出后，所述板材先在40℃～60℃热水中清洗3min，并在水槽中上下运动，再用流动的自来水冲洗表面。

说明书全文

铝锂 合金大型板材固溶时效 热处理方法

[0001]

技术领域

[0002] 本发明涉及板材固溶时效热处理方法，尤其涉及铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法。

背景技术

[0003] 铝锂合金5A90比其它的铝合金材料都要轻，是已知最轻的作为结构材料使用的铝合金。由于其质轻的优点，作为结构材料使用对于减轻航天器的重量具有不可多得的积极作用，因此，在航天产品中具有广泛的应用，尤其在飞船型号中，作为轻质的结构材料，被广泛用于制造蒙皮等重要结构件。

[0004] 铝锂合金5A90主要靠固溶时效提高强度。通过固溶时效，材料的强度应满足σb≥410MPa。作为蒙皮材料，5A90采用大型板材，最大尺寸可达3000×1500mm，而厚度仅为1.5mm。在这种铝锂合金5A90的固溶时效热处理过程中，会影响铝锂合金的强度以及变形不好控制。

发明内容

[0005] 本发明解决的问题是现有的铝锂合金5A90的固溶时效热处理方法存在变形不好控制以及强度降低的问题。

[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法，该方法包括如下步骤：准备步骤：在所述板材相对两侧的每一侧钻孔，用铝丝穿过每一侧的各个钻孔而将所述板材固定在工装上；向硝盐炉加入硝盐液，设定硝盐炉的温度在450℃～465℃范围内并保持该温度至少30min，用压缩空气搅拌所述硝盐液；固溶步骤：将安装有所述板材的工装垂直吊入硝盐炉内，固溶后从硝盐炉内吊出，从硝盐炉转移到常温空气中的转移时间不大于15s；时效步骤：时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h。 [0007] 在一种具体方案中，在所述准备步骤中，在板材的相对两侧边4～30mm边距内划钻Φ3~10mm孔，每一侧边上的孔与孔之间的间距50~300mm。

[0008] 在一种具体方案中，边距是20mm，所述孔的直径是4mm，间距是200mm。 [0009] 在一种具体方案中，在所述准备步骤中，硝盐液的组成为50%NaNO3+ 50%KNO3（质量百分比）。

[0010] 在一种具体方案中，所述固溶步骤还包括：所述工装进入硝盐炉内后，所述板材放置于均热区，在450℃～465℃下保温7~15min，板材与硝盐炉内的加热棒距离不低于200mm，然后再从硝盐炉吊出。

[0011] 在一种具体方案中，所述方法在固溶步骤结束后时效步骤之前还包括：所述工装从硝盐炉吊出后，所述板材先在40℃～60℃热水中清洗3min，并在水槽中上下运动，再用流动的自来水冲洗表面。

[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于本发明将板材在硝盐炉内固溶且硝盐炉保持在前述温度、在板材的相对两侧设置孔并用铝丝固定于工装上以及时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h，所以，采用本发明处理的板材不仅强度好，而且，很好地控制了大型板材的变形程度。
附图说明

[0013] 图1是本发明铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法的流程图。具体实施方式

[0014] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

[0015] 请参阅图1，本发明铝锂合金5A90大型板材固溶时效热处理方法包括如下步骤：准备步骤S1：该步骤包括S11至S14，详细说明如下：S11、检查零件表面是否存在较深的划痕、腐蚀、凹凸不平、表面毛糙等缺陷。

[0016] S12、板材应用汽油进行清洗表面油污（汽油擦洗必须在生产准备区内，热处理作业区内严禁使用汽油）。一般来说，应清洗两次。第一次可用废汽油进行大致清洗，第二次应用干净汽油进行仔细清洗，最后用干净纱布擦干零件表面；也可用中性清洗剂擦洗，清洗后应在60℃~80℃热水槽中漂洗2min，然后在流动的清水中冲洗干净。

[0017] 该步骤可以充分清除板材表面的油污，又对板材无腐蚀作用，防止将油污带入硝盐炉中，给硝盐液造成污染。

[0018] S13、板材的相对两侧（左右两端）20mm边距内划钻Φ4mm孔，间距200mm，用铝丝穿过各Φ4mm孔，拉紧板材，固定在工装上。板材之间间隔要大于50mm，每炉至多同时处理两块。

[0019] 采用步骤S13的方式安装板材，可将板材垂直固定，降低入炉和出炉时的阻力，减小变形，另外，可以减少板材受到的束缚，使板材尽可能处于自由状态。 [0020] S14、加入硝盐液，硝盐液的组成为50%NaNO3+ 50%KNO3（质量百分比），并将硝盐炉的温度设定在450℃～465℃，保温至少30min，并用压缩空气进行搅拌所述硝盐液，可以提高炉温的准确性和均匀性。

[0021] 固溶步骤S2，该步骤包括步骤S21至步骤S23，具体详述如下： S21、板材固定在固溶工装上，由行车装吊垂直入炉。

[0022] S22、板材放置于均热区，在450℃～465℃下保温7~15min。板材与加热棒距离不低于200mm，可以防止板材受热不均匀，一方面可以降低热应力造成的变形，另一方面可提高板材性能的稳定性和均匀性。

[0023] S23、加热结束后，板材连同工装由快速行车吊起迅速出炉，为了增大冷却速度，提高固溶效果，从加热炉转移到常温空气中的转移时间一般不大于15s。

[0024] 固溶结束后，为了快速去除板材表面残留的硝盐，防止材料被腐蚀，板材应立即在40℃～60℃热水中清洗3min，并在水槽中上下运动，因为运动可加强板材附件水的流动，使清洗更加容易、快捷；再用流动的自来水冲洗表面，保证外表面全部冲洗干净，然后用压缩空气吹干，平放在干净泡沫垫上，板材之间用棉纸进行隔开。

[0025] S24、固溶后，板材或多或少存在一定程度的变形，因此需要进行校形。为了防止发生自然时效而导致材料硬化，校形应在固溶后1h内进行，并且使用橡胶打板，防止校形过程中在板材表明产生印痕。

[0026] 时效步骤S3，在该步骤中，零件应平放在均热区，使其均匀加热，有利于提高产品质量。时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h，保温结束后炉冷。时效时应开启循环风扇，使炉内温度均匀。

[0027] 步骤S4、校形时效后1h内手工校平，使用橡胶打板。

[0028] 步骤S5、检验将随炉试样加工成拉伸试样，测试板材横向力学性能σ0.2、σb、δ10。

[0029] 步骤S6、流转将板材两边贴可剥薄膜待流转。

[0030] 综上所述，由于本发明将板材在硝盐炉内固溶且硝盐炉保持在前述温度、在板材的相对两侧设置孔并用铝丝固定于工装上以及时效温度为120±5℃，时效时间为5h~12h，所以，采用本发明处理的板材不仅强度好，而且，很好地控制了大型板材的变形程度。

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