DE102005045340A1 - Process for heat treatment of an aluminum alloy element - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Aluminiumlegierungselements (1) mit einer Hauptfläche, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Unterziehen des Elements (1) einer Lösungsglühbehandlung, (b) Abschrecken des Elements und (c) Wiedererwärmen des Elements in einem Voralterungs-Wärmebehandlungsschritt. Die Voralterungs-Wärmebehandlung wird durchgeführt, indem das Aluminiumlegierungselement (1) eng an einer Heizplatte (12) gehalten wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Produkt, das nach diesem Verfahren produziert wird, und eine Vorrichtung zum Durchführen der Voralterungs-Wärmebehandlung.The present invention relates to a method of heat treating an aluminum alloy member (1) having a main surface, comprising the steps of: (a) subjecting the element (1) to a solution annealing treatment, (b) quenching the element, and (c) reheating the element in one pre-aging heat treatment step. The pre-aging heat treatment is performed by holding the aluminum alloy member (1) closely to a heating plate (12). The invention also relates to a product produced by this method and to a device for performing the burn-on heat treatment.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Aluminiumlegierungselements, das einen Voralterungs-Wärmebehandlungsschritt umfasst, und eine Vorrichtung dafür.These The invention relates to a method of heat treating an aluminum alloy element, a pre-aging heat treatment step includes, and a device therefor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Aluminiumlegierungselemente, die aus wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen hergestellt sind, werden bei einer Reihe von Anwendungen verwendet, die hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit beinhalten, wie Luftfahrzeugrümpfe, Fahrzeugelemente und andere Anwendungen.Aluminum alloy elements, made of heat-treatable Aluminum alloys are manufactured in a series of Applications used high strength, high toughness and corrosion resistance include, such as aircraft fuselages, Vehicle elements and other applications.
Zum Herstellen eines Aluminiumlegierungselements, wie zum Beispiel ein Blech oder eine Platte, wird die Aluminiumlegierung entweder im direkten Kokillenguss zu Blöcken gegossen oder in der Form eines dicken Streifenmaterials stranggegossen und dann zu der gewünschten Dicke warmgewalzt und/oder kaltgewalzt. Das Element durchläuft dann Lösungsglühbehandlung. Lösungsglühbehandlung beinhaltet Erwärmen des Metalls auf eine geeignet hohe Temperatur (z. B. 450 bis 580 °C), um Auflösung zu einer festen Lösung von allen der löslichen Legierungsbestandteile, die sich während des Warm- und/oder Kaltwalzens von dem Muttermetall abgesetzt haben, herbeizuführen. Um diese Bestandteile in fester Lösung zu halten, wird das Metall schnell auf Umgebungstemperatur abgeschreckt, um eine feste übersättigte Lösung zu erzeugen. Normalerweise wird das Metall dann gealtert oder ausscheidungsgehärtet, indem das Metall für einen Zeitraum bei Raumtemperatur, oder bei einer höheren Temperatur zum Beschleunigen der Wirkung, gehalten wird, um die spontane Bildung feiner Niederschläge durch die Diffusion von Atomen in der übersättigten festen Lösung herbeizuführen, wobei sie feine Gießtrauben oder „Zonen" bilden.To the Producing an aluminum alloy element, such as a Sheet metal or a plate, the aluminum alloy is either in Direct chill casting into blocks cast or continuously cast in the form of a thick strip material and then to the desired one Thickness hot rolled and / or cold rolled. The element then undergoes solution heat treatment. Solution heat treatment includes Heating the Metal to a suitably high temperature (eg 450 to 580 ° C) to dissolution a solid solution all of the soluble alloying ingredients, which are during the hot and / or cold rolling of the mother metal have discontinued, bring about. To keep these components in solid solution, the metal becomes Quenched rapidly to ambient temperature to give a solid supersaturated solution produce. Normally, the metal is then aged or precipitation hardened by the metal for a period of time at room temperature, or at a higher temperature for Accelerating the effect, is held to the spontaneous formation fine precipitation by the diffusion of atoms in the supersaturated solid solution, wherein they form fine pours or "zones".
Es ist des Weiteren bekannt, dass die Eigenschaften eines Aluminiumlegierungselements weiter verbessert werden können, indem das Element einer weiteren Wärmebehandlung nach dem Abschrecken unterzogen wird. Bei dieser sogenannten „Voralterungs"-Wärmebehandlung kommen manche der Atome in der übersättigten festen Lösung aus der Gitterstruktur heraus und bilden Keime für die Bildung feiner Gießtrauben. Dies dient zur Stabilisierung der Mikrostruktur.It It is further known that the properties of an aluminum alloy element can be further improved, by subjecting the element to further heat treatment after quenching becomes. In this so-called "pre-aging" heat treatment some of the atoms come in the supersaturated solid solution out of the lattice structure and form germs for the formation of fine pours. This serves to stabilize the microstructure.
US-3.135.633 offenbart eine solche Voralterungs- oder „Stabilisierungs"-Wärmebehandlung zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften von Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen. Bei diesem Prozess werden legierte Schmiedeprodukte kontinuierlich durch einen ersten Ofen hindurchbewegt, um die relevanten Legierungselemente in feste Lösung zu führen, dann durch eine Abschreckkammer hindurch und in einen zweiten Ofen hinein, um einer stabilisierenden Voralterungsbehandlung unterzogen zu werden. Es wird angegeben, dass das Zeitintervall zwischen Abschrecken und Voralterung weniger als zehn Minuten betragen sollte. Um schnelles Aufheizen der Legierung, wenige Minuten nach dem Abschrecken beginnend, zu ermöglichen, wird der zweite Ofen durch Heißumluft erwärmt.US 3,135,633 discloses such a burn-in or "stabilization" heat treatment for Improve the mechanical properties of aluminum-magnesium-silicon alloys. at In this process, alloyed forged products are continuously being used passing a first furnace around the relevant alloying elements in solid solution respectively, then through a quench chamber and into a second oven, to undergo a stabilizing pre-aging treatment. It is stated that the time interval between quenching and Pre-aging should be less than ten minutes. To fast Heating the alloy, starting a few minutes after quenching, to enable the second oven is heated by hot air heated.
Eine Voralterungs-Wärmebehandlung wird des Weiteren in EP-0805879-B1 beschrieben. Bei dem offenbarten Verfahren wird das Metall direkt auf eine Spitzentemperatur in dem Bereich von 100 bis 300 °C, vorzugsweise in dem Bereich von 130 bis 270 °C erwärmt, wird für eine sehr kurze Verweildauer auf der Spitzentemperatur gehalten und wird dann direkt unter eine definierte Endtemperatur abgekühlt. Diese Behandlung wird daher in dem Fachgebiet außerdem als „Spiking (Zackenbildung)" bezeichnet, da das Profil der Temperatur-Zeit-Kurve für einen solchen Prozess an eine im Allgemeinen dreieckige, spitze oder leicht abgestumpfte Zacke erinnert. Zu der Behandlung wird berichtet, dass sie die Duktilität von Legierungen einer AA6xxx-Serie in der T4-Vergütung verbessert und gleichzeitig das Farbeinbrennverhalten maximiert.A Pre-aging heat treatment is further described in EP-0805879-B1 described. In the disclosed method, the metal becomes direct to a peak temperature in the range of 100 to 300 ° C, preferably in the range of 130 to 270 ° C heated is for a very short residence time kept at the peak temperature and is then cooled directly below a defined final temperature. These Treatment is therefore also referred to in the art as "spiking" because the Profile of the temperature-time curve for one such a process to a generally triangular, pointed or light blunted spike recalls. The treatment is reported to be she the ductility of Alloys of a AA6xxx series in the T4 coating improved and simultaneously maximizes color bake behavior.
Ein anderer Prozess, der eine Voralterungs-Wärmebehandlung beinhaltet, wird in EP-0480402-A1 offenbart. Der bekannte Prozess beinhaltet Abschrecken eines Aluminiumlegierungsblechs nach Lösungsglühbehandlung, wobei dem Blech ermöglicht wird, bei Raumtemperatur für weniger als 60 Minuten zu verharren, und das Blech für einen Zeitraum von 10 bis 500 Minuten bei einer Temperatur von 50 bis 150 °C gehalten wird.One another process involving a burn-in heat treatment will be in EP-0480402-A1. The known process involves quenching an aluminum alloy sheet after solution heat treatment, wherein the sheet allows is at room temperature for less than 60 minutes to stay, and the sheet for one Period of 10 to 500 minutes at a temperature of 50 to 150 ° C held becomes.
EP-0679199-A1 offenbart außerdem einen Voralterungs- oder Vorvergütungsschritt bei einer Temperatur von 70 bis 150 °C zwischen dem Abschrecken nach der Lösungsglühbehandlung und Alterungsschritten.EP-0679199-A1 also discloses a pre-aging or pre-payment step at a temperature of 70 to 150 ° C between quenching after the solution annealing treatment and aging steps.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wärmebehandlungsverfahren für Aluminiumlegierungselemente weiter zu verbessern, um die Eigenschaften des Endprodukts zu fördern.It An object of the present invention is the heat treatment method for aluminum alloy elements to further improve the properties of the final product.
Es ist eine weitere Aufgabe, die Vorrichtung, die zum Durchführen der Wärmebehandlung, im Besonderen der Voralterungsbehandlung nach der Lösungsglühbehandlung, erforderlich ist, zu vereinfachen.It is another task, the device, which is required for carrying out the heat treatment, in particular, the pre-aging treatment after the solution heat treatment.
Die vorliegende Erfindung löst eine oder mehrere der vorgenannten Aufgaben. Bevorzugte Ausführungen werden durch diese Spezifikation beschrieben und spezifiziert.The present invention solves one or more of the above tasks. Preferred embodiments are described and specified by this specification.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Wie hierin nachfolgend festzustellen ist, beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, alle Legierungsbezeichnungen und Vergütungsbezeichnungen auf die Bezeichnungen der Aluminium Association in den Aluminium Standards and Data (Aluminiumnormen und -daten) und den Registration Records (Registrierungsnachweisen), die von der Aluminium Association veröffentlicht wurden.As Hereinafter refer, if not stated otherwise, all alloy designations and remuneration designations on the designations of the Aluminum Association in the aluminum Standards and Data (Aluminum Standards and Data) and Registration Records (Registration Proofs) issued by the Aluminum Association released were.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Aluminiumlegierungselements mit einer Hauptfläche bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte umfasst: (a) Unterziehen des Elements einer Lösungsglühbehandlung, (b) Abschrecken des Elements, vorzugsweise durch eines von Sprühabschrecken oder Tauchabschrecken in Wasser oder anderen Abschreckmedien, und (c) Wiedererwärmen des abgeschreckten Elements in einem Voralterungs-Wärmebehandlungsschritt, und wobei die Voralterungs-Wärmebehandlung durchgeführt wird, indem das Aluminiumlegierungselement eng an einer Hauptfläche einer Heizplatte gehalten wird.To One aspect of the invention is a method of heat treating an aluminum alloy element provided with a main surface, the method being the following successive steps comprising: (a) subjecting the element to solution annealing treatment, (b) quenching of the element, preferably by one of spray quenching or immersion quenching in water or other quenching media, and (c) reheating the quenched element in a burn-in heat treatment step, and wherein the pre-aging heat treatment carried out is made by the aluminum alloy element close to a major surface of a Heating plate is held.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Voralterungs-Wärmebehandlung besonders wirksam ist, wenn sie direkt nach dem Abschreckschritt des Elements, das die Lösungsglühbehandlung beendet, durchgeführt wird, um eine stabilisiertere Mikrostruktur des Aluminiumlegierungselements zu erzielen, ohne dass wesentliches natürliches Aushärten stattfindet. Stärker zu bevorzugen ist, dass die Voralterungsbehandlung innerhalb von einer Stunde nach dem Abschreckschritt durchgeführt wird, und die Zeitverzögerung wird normalerweise auf eine Angelegenheit von Minuten und möglicherweise sogar auf Sekunden reduziert. Aus diesem Grund zeitigt das Durchführen der Wärmebehandlung in einem Ofen keine idealen Ergebnisse, da das Element in den Ofen hineinbewegt werden muss und einige Zeit benötigt, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren ohne Nutzung eines Ofens für die Voralterungsbehandlung des Aluminiumlegierungselements vor, da die Voralterungsbehandlung außerhalb eines Ofens durchgeführt wird. Statt eines Ofens wird das Aluminiumlegierungselement eng an einer Heizplatte oder mit dieser verbunden gehalten und wird dadurch schnell aufgeheizt, um eine Voralterungsbehandlung zu erzielen. Die maximale Voralterungstemperatur kann innerhalb weniger Minuten erreicht werden, da Wärme von der Heizplatte auf das Aluminiumlegierungselement übertragen wird. Die Heizplatte wird vorzugsweise bereits vor dem Voralterungsschritt auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt.The The invention is based on the finding that the burn-on heat treatment is particularly effective is when right after the quenching step of the element that is the solution annealing treatment finished, performed is added to a more stabilized microstructure of the aluminum alloy element achieve without significant natural curing takes place. Stronger it is preferable that the burn-in treatment within one hour after the quenching step, and the time delay becomes usually on a matter of minutes and possibly even on Seconds reduced. For this reason, performing the heat treatment in an oven no ideal results, as the element in the oven has to be moved in and takes some time to reach the desired temperature to reach. The invention proposes Therefore, a method without using a furnace for the Voralterungsbehandlung of the aluminum alloy member, since the burn-in treatment outside a furnace becomes. Instead of a furnace, the aluminum alloy element becomes narrow held on a hot plate or connected to this and is This heats up quickly to achieve a Voralterungsbehandlung. The maximum pre-aging temperature can be reached within a few minutes be achieved because heat transferred from the heating plate to the aluminum alloy element becomes. The heating plate is preferably already before the pre-aging step to the desired Temperature heated up.
Das Aluminiumlegierungselement, an dem dieses Verfahren durchgeführt wird, ist vorzugsweise ein Walzprodukt, typischerweise eine dünne Platte oder ein Blech mit einer Dicke von höchstens 15 mm und vorzugsweise in dem Bereich von 1,5 bis 6 mm.The Aluminum alloy element on which this process is carried out is preferably a rolled product, typically a thin plate or a sheet with a thickness of at most 15 mm and preferably in the range of 1.5 to 6 mm.
Das Verfahren kann für die Behandlung einer wärmebehandelbaren Aluminiumlegierung, im Besonderen derer der Aluminiumlegierungen der Serien AA6xxx, AA2xxx oder AA7xxx, verwendet werden. Am stärksten wird bevorzugt, dass das Aluminiumlegierungselement aus der Gruppe bestehend aus AA6013, AA6056, AA6011, AA6016, AA2024, AA2524, AA2219, AA7074, AA7075, AA7050 und AA7055 gewählt wird.The Procedure can for the treatment of a heat-treatable Aluminum alloy, in particular that of aluminum alloys AA6xxx, AA2xxx or AA7xxx series. The strongest will be preferred that the aluminum alloy element consists of the group from AA6013, AA6056, AA6011, AA6016, AA2024, AA2524, AA2219, AA7074, AA7075, AA7050 and AA7055 selected becomes.
Die Heizplatte ist vorzugsweise auch aus einer Aluminiumlegierung mit einer großen Heizleistung und einem höheren Schmelzpunkt relativ zu dem wärmebehandelten Aluminiumlegierungselement hergestellt. Im Besonderen können Aluminiumlegierungen der AA5xxx-Serien, wie zum Beispiel AA5026, und der AA3xxx-Serien verwendet werden. Bei dieser Ausführung ist die Dicke der Heizplatte wenigstens die Dicke des Aluminiumlegierungselements. Die erfahrene Person ist in der Lage, die Dicke der Heizplatte in Abhängigkeit von der Dicke des Aluminiumlegierungselements und der gewünschten Voralterungsbehandlungstemperatur und -zeit zu optimieren.The Heating plate is preferably also made of an aluminum alloy a big one Heating power and a higher Melting point relative to the heat-treated Aluminum alloy element made. In particular, aluminum alloys the AA5xxx series, such as AA5026, and the AA3xxx series be used. In this embodiment, the thickness of the heating plate is at least the thickness of the aluminum alloy element. The experienced person is capable of controlling the thickness of the heating plate depending on the thickness of the aluminum alloy element and the desired pre-aging treatment temperature and time to optimize.
Bei einer anderen Ausführung ist die Heizplatte aus einem Stahl hergestellt.at another version The heating plate is made of a steel.
Es gibt mehrere Arten, die Heizplatte vor dem Voralterungsschritt aufzuheizen. Bei einer Ausführung wird die Heizplatte zusammen mit dem Aluminiumlegierungselement in dem Ofen, der für die Lösungsglühbehandlung verwendet wird, platziert. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, dass keine Zusatzausrüstung oder -zeit zum Aufheizen der Heizplatte benötigt wird. Vorzugsweise werden das Aluminiumlegierungselement und die Heizplatte beide im Wesentlichen horizontal gehalten und das Aluminiumlegierungselement wird vor Eintritt in den Ofen, der für die Lösungsglühbehandlung verwendet wird, einfach oben auf der Heizplatte platziert.It There are several ways to heat up the hot plate before the pre-aging step. In one execution becomes the heating plate together with the aluminum alloy element in the oven, for the solution annealing treatment is used, placed. This method has the advantage that no additional equipment or time is needed to heat the hot plate. Preferably the aluminum alloy element and the heating plate are both substantially held horizontally and the aluminum alloy element is before Entry into the oven, for the solution annealing treatment is used, simply placed on top of the hotplate.
Vorzugsweise werden die Heizplatte und das Element bei allen drei Schritten des Lösungsglühbehandelns, Abschreckens und Voralterns mit ihren Hauptflächen eng aneinander gehalten. Das bedeutet, dass das Element durch Besprühen oder Kühlen von lediglich einer Seite abgeschreckt werden kann. Dies hat jedoch den Vorteil, dass das Element zum Erreichen einer Voralterungsbehandlung unmittelbar nach Abschluss des Abschreckens durch einen Wärmestrom von der nichtabgeschreckten Heizplatte zu dem Aluminiumlegierungselement wiedererwärmt wird.Preferably, the heating plate and the element are at all three steps of the solution annealing Acting, quenching and Voralterns with their main surfaces held close together. This means that the element can be quenched by spraying or cooling from only one side. However, this has the advantage that the element for achieving a burn-in treatment immediately after completion of the quenching is reheated by a heat flow from the non-quenched hot plate to the aluminum alloy element.
Alternativ wird die Aluminiumplatte an beiden Seiten abgeschreckt und sie wird auf der Heizplatte platziert, um die gewünschte Voralterungsbehandlung zu erreichen.alternative the aluminum plate is quenched on both sides and it becomes placed on the hot plate to the desired burn-in treatment to reach.
Alternativ kann die Heizplatte in dem Ofen, der für die Lösungsglühbehandlung verwendet wird, platziert werden, bevor das Aluminiumlegierungselement lösungsglühbehandelt wird. Sobald sie aufge heizt wurde, kann die Heizplatte während der Lösungsglühbehandlung und Abschreckung des Aluminiumlegierungselements in der Nähe der Abschreckvorrichtung gehalten werden. Da die Höchsttemperatur der Voralterungsbehandlung typischerweise niedriger als die Temperatur der Lösungsglühbehandlung ist, kann es sogar von Vorteil sein, die Heizplatte abkühlen zu lassen, bevor sie das Aluminiumlegierungselement aufnimmt. Nach dem Abschrecken wird das Aluminiumlegierungselement vorzugsweise oben auf die Heizplatte gehoben.alternative For example, the hot plate may be placed in the oven used for the solution heat treatment before the aluminum alloy element is solution heat treated. As soon as you was heated up, the hot plate during the solution heat treatment and quenching of the aluminum alloy element in the vicinity of the quenching device being held. Because the maximum temperature the pre-aging treatment is typically lower than the temperature the solution annealing treatment is, It may even be beneficial to cool the hot plate before picking up the aluminum alloy element. To quenching, the aluminum alloy element is preferably at the top lifted on the hot plate.
Eine weitere Alternative betrifft das elektrische Erwärmen der Heizplatte, zum Beispiel mit Hilfe von Heizspulen, die innerhalb der Heizplatte angeordnet sind. Bei dieser Ausführung wird bevorzugt, die Platte auf die gewünschte Voralterungstemperatur aufzuheizen, bevor die Voralterungs-Wärmebehandlung durchgeführt wird.A Another alternative relates to the electrical heating of the heating plate, for example with the help of heating coils, which are arranged inside the heating plate are. In this version is preferred, the plate to the desired burn-in temperature to heat up before the burn-in heat treatment is performed.
Die übliche Art, die Hauptfläche des Aluminiumlegierungselements eng an einer Hauptfläche der Heizplatte zu halten, besteht darin, sie horizontal eins auf dem anderen zu platzieren. Anordnungen, bei denen das Element und die Platte vertikal ausgerichtet werden, sind jedoch aus dem Schutzumfang nicht ausgeschlossen.The usual way the main surface of the aluminum alloy member closely to a major surface of the heating plate to hold them horizontally one on the other place. Arrangements in which the element and the plate are vertical are aligned, but are not excluded from the scope.
Um die Oberfläche des Aluminiumlegierungselements zu schützen und einen kleinen Zwischenraum zwischen der erwärmten Platte und dem Aluminiumlegierungselement sicherzustellen, wird eine Schutzschicht zwischen jedem Aluminiumlegierungselement und jeder Heizplatte platziert, um sie miteinander zu verbinden. Diese Schicht besitzt eine Dicke von vorzugsweise bis zu 5 mm und typischerweise eine Dicke von ungefähr 2 mm und ist aus einem Tuch oder Gewebe hergestellt, das aus einem isolierenden Material wie Glasgewebe, Keramik, Glaswolle, Mineralwolle oder, für niedrigere Temperaturen, aus einem Polymergewebe hergestellt ist. Die Verwendung der Schutzschicht führt außerdem zu einer kleinen Verzögerung des Wiedererwärmens des Aluminiumlegierungselements, was zur Folge hat, dass man das Element beim Abschreckvorgang schnell auf unter 100 °C ab kühlen lässt, bevor es die Wärme von der Heizplatte empfängt, um eine Voralterungs-Wärmebehandlung zu erzielen.Around the surface to protect the aluminum alloy element and a small gap between the heated Ensuring plate and the aluminum alloy element becomes one Protective layer between each aluminum alloy element and each Hot plate placed to connect them together. This layer has a thickness of preferably up to 5 mm and typically a thickness of about 2 mm and is made of a cloth or fabric made of an insulating Material such as glass fabric, ceramic, glass wool, mineral wool or, for lower Temperatures, is made of a polymer fabric. The usage the protective layer leads as well a little delay reheating the Aluminum alloy element, which has the consequence that the element during the quenching process quickly cools to below 100 ° C, before the heat of the heating plate receives, a pre-aging heat treatment to achieve.
Es ist außerdem möglich, mehr als eine Heizplatte zu verwenden. Bei einer bevorzugten Ausführung wird das Aluminiumlegierungselement während des Voralterungsschritts zwischen zwei Heizplatten schichtweise angeordnet gehalten. Diese Anordnung dient zum Geraderichten des Elements, so dass kein weiterer Nivellierungs- oder Streckvorgang erforderlich sein muss.It is also possible, to use more than one hotplate. In a preferred embodiment the aluminum alloy element during the pre-aging step between two heating plates in layers kept arranged. This arrangement is used to straighten the Elements, so no further leveling or stretching required have to be.
Nach einer alternativen Ausführung werden zwei Aluminiumlegierungselemente gleichzeitig wärmebehandelt, indem sie eng an gegenüberliegenden Seiten einer Heizplatte gehalten werden.To an alternative embodiment two aluminum alloy elements are simultaneously heat treated, by being close to opposite sides a hot plate are kept.
Die Voralterungsbehandlung nach der Erfindung wird durchgeführt, bevor das Aluminiumlegierungselement mit Hilfe von künstlichem Altern zu seiner Endvergütung gebracht wird. Eine typische Endvergütung wäre eine Vergütung, die aus der Gruppe bestehend aus T6, T79, T78, T77, T74, T73 und T8 gewählt wurde. Zum Beispiel wäre eine geeignete T73-Vergütung eine T7351-Vergütung und eine geeignete T74-Vergütung wäre die T7451-Vergütung.The Pre-aging treatment according to the invention is carried out before the aluminum alloy element by means of artificial aging to his terminal dues is brought. A typical final compensation would be a compensation that was selected from the group consisting of T6, T79, T78, T77, T74, T73 and T8. For example a suitable T73 remuneration a T7351 compensation and a suitable T74 compensation would be the T7451 compensation.
Bei einer Ausführung kann nach der Voralterungsbehandlung und vor der abschließenden Endalterungsbehandlung das Aluminiumlegierungselement wahlweise zum Entspannen oder Verbessern von mechanischen Eigenschaften gestreckt oder gepresst oder anderweitig kaltumgeformt werden, wie zum Beispiel durch Nivellieren der Blech- oder Dünnplattenprodukte. Vorzugsweise beinhaltet der Streckvorgang nicht mehr als 8 % der Länge unmittelbar vor dem Streckvorgang und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 5 %. Im Besonderen können Aluminiumlegierungselemente der Legierungen der Serien AA6xxx und AA2xxx außerdem einem Kaltwalzvorgang mit einer Kaltwalzreduzierung in einem Bereich von bis zu 20 % unterzogen werden, um erreichbare mechanische Eigenschaften in der Endvergütung zu verbessern.at an execution can after the pre-aging treatment and before the final aging treatment the aluminum alloy element optionally for relaxing or improving mechanical properties stretched or pressed or otherwise cold-formed, such as by leveling the sheet metal or thin plate products. Preferably, the stretching process does not involve more than 8% of the Length immediately before the stretching operation and is preferably in a range of 1 to 5%. In particular, you can Aluminum alloy elements of series AA6xxx and alloys AA2xxx as well a cold rolling process with a cold rolling reduction in a range of Up to 20% can be subjected to achievable mechanical properties in the final remuneration to improve.
Bei einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Produkt, das durch das Verfahren nach dieser Erfindung erzielt wird. Das Endprodukt kann zum Beispiel für die Außenhaut von Luftfahrzeugrümpfen verwendet werden.at In another aspect, the invention relates to a product obtained by the method according to this invention is achieved. The final product can for example the outer skin used by aircraft fuselages become.
Die Erfindung stellt bei einem anderen Aspekt eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln eines Aluminiumlegierungselements bereit, bestehend aus (a) einem Lösungsglühbehandlungsofen, b) einer Abschreckstation, c) einer Heizplatte zum Wiedererwärmen des Elements in einem Voralterungs-Wärmebehandlungsschritt, indem eine Hauptfläche des Elements mit einer Hauptfläche der Heizplatte verbunden wird. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie keinen zweiten Ofen für die Voralterungs-Wärmebehandlung erfordert.The invention in another aspect provides an apparatus for heat treating an aluminum alloy member consisting of (a) a solution annealing treatment furnace, b) a quenching station, c) a heating plate for reheating the element in a pre-aging heat treatment step by bonding a major surface of the element to a major surface of the heating plate. This device has the advantage that it does not require a second pre-aging heat treatment furnace.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorgenannten und weitere Merkmale und Vorteile des Wärmebehandlungsverfahrens nach der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungen offensichtlich, wobei Bezug auf die angehängten Zeichnungen genommen wird, bei denen:The aforementioned and other features and advantages of the heat treatment process According to the invention, from the following detailed description of preferred versions obviously, with reference to the attached drawings becomes, where:
Eine
Einrichtung, die das Verfahren nach der ersten Ausführung der
Erfindung implementiert, wird in
Die
Temperaturprofilerfahrung durch das Element (
Am stärksten zu bevorzugen ist, dass das Wiedererwärmen zum Erreichen der Voralterungswirkung innerhalb von einer oder zwei Minuten, vorzugsweise innerhalb von 0 bis 20 Sekunden, nach dem Abschrecken von der Lösungsglühbehandlung beginnt. Die Heizrate liegt vorzugsweise in dem Bereich von 10 bis 50 °C/min, so dass die endgültige Voralterungstemperatur innerhalb von 1 bis Minuten, vorzugsweise 5 Minuten, erreicht wird.At the most It is preferable to reheat to achieve the burn-in effect within one or two minutes, preferably within 0 to 20 seconds after quenching from the solution annealing treatment. The heating rate is preferably in the range of 10 to 50 ° C / min, so that the final burn-in temperature within 1 to minutes, preferably 5 minutes.
Nach
einer zweiten Ausführung
wird eine Heizplatte (
Diese ersten beiden Ausführungen sind für kontinuierliche Wärmebehandlung geeignet, bei der die Heizplatte(n) und das/die Aluminiumlegierungselement(e) bei allen Schritten des Lösungsglühbehandelns, Abschreckens und Voralterns aneinander angrenzend gehalten werden.These first two versions are for continuous heat treatment suitable in which the heating plate (s) and the aluminum alloy element (s) at all steps of solution treatment, Deterrence and Voralterns be held adjacent to each other.
Es
kann jedoch bei manchen Anwendungen vorteilhaft sein, die Heizplatte
(
Bei
einer anderen Ausführung,
die in
Nachdem sich das Element auf Umgebungstemperatur abgekühlt hat, durchläuft das Element eine weitere Alterungsbehandlung, um ein kaltausgehärtetes Material mit dem gewünschten Satz von Eigenschaften für seine Anwendung zu produzieren.After this When the element has cooled to ambient temperature, it passes through Element another aging treatment to a cold-cured material with the desired Set of properties for to produce his application.
Claims (27)
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