本发明涉及金属热处理技术领域，特别涉及一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法。
背景技术：
al-zn-mg-cu铝合金具有很高的强度、密度比较小、易于加工成型以及良好的物理、化学性能等特性。因此被广泛应用于航空航天、交通运输、军工、建筑等领域。al-zn-mg-cu铝合金的机械性能主要是由其基体组织和第二相粒子所占比例、形态以及分布所决定的。其中第二相所占比例以及形态分布主要是由热处理工艺所决定的。通过固溶处理方法改变该铝合金的强化相的形貌及分布，可以提升铝合金的综合性能。
在单级固溶工艺中，由于固溶温度要在合金的共晶熔点之下，较高熔点的杂质相不能固溶完全，易残留较大的第二相的存在，会使得合金的强度较低、及抗腐蚀等性能存在许多不足，近几十年越来越多的研究人员着手于通过采用新的热处理工艺来改善铝合金的性能。其中强化固溶成为最新热的一种处理工艺，包括在较低固溶温度下保温一段时间祛除在加工过程中材料中残留的应力及变形储能，再通过过共晶熔点固溶温度保温一段时间使得第二相粒子充分固溶，而得到理想的饱和固溶体。然而通过该方法得到的铝合金的强度及抗腐蚀性能依然有待提高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，包括分级固溶处理，在所述分级固溶处理过程中，包括至少三级固溶处理过程，且采用逐级升温与逐渐缩减保温时间的方式进行固溶处理。
根据本发明实施例，所述分级固溶处理包括：在440℃—470℃进行的一级固溶处理、在470℃—480℃进行的二级固溶处理及在480℃—500℃进行的三级固溶处理。
进一步地，根据本发明实施例，所述一级固溶处理包括：将al-zn-mg-cu铝合金从室温加热到44℃—470℃后，保温1h—3h。
进一步地，根据本发明实施例，所述二级固溶处理包括：将经一级固溶处理后的al-zn-mg-cu铝合金加热到470℃—480℃，保温0.5h—1h。
进一步地，根据本发明实施例，所述三级固溶处理包括：将经二级固溶处理后的al-zn-mg-cu铝合金加热到480℃—500℃，保温0.5h—1h。
根据本发明实施例，所述方法还包括峰值时效处理：将分级固溶处理后的al-zn-mg-cu铝合金在干燥箱中加热至115℃—125℃，保温处理22h—24h。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，使得铝合金组织中低熔点杂质相在低温段保温时优先溶解于基体中，提高剩余合金杂质相的过烧温度，保证了合金在高温段保温过程中组织不出现过烧现象的同时提高铝基体的饱和度；且该热处理方法采用逐级升温并保温时间逐级递减的方式，可以有效地控制合金中的再结晶分数及晶粒尺寸，可以使得处理后的铝合金具有高的强度与韧度等综合力学性能，同时能够有效地提高材料的抗腐蚀性能。其热处理工艺简单、操作易实现，大大降低处理温度，是一种低能耗热处理工艺。
具体实施方式
本发明各实施例中所述的al-zn-mg-cu铝合金中，各组元成分的重量百分比含量为zn5.5～6.8％、mg2.0～3.0％、cu1.5～2.0％、mn0.4～0.45％、fe0.2～0.25％、cr0.18～0.2％、si0.062％、ti0.041％、ni0.005％、v0.009％，余量为al。随着mg、zn和cu含量的增加，热处理的初级固溶温度稍作提高且保温时间延长，高熔点fe元素含量增加可相应提高二级或三级固溶温度。
实施例1
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金由室温加热到470℃，保温处理2h，完成一级固溶处理；(2)、然后将完成一级固溶处理后的al-zn-mg-cu铝合金在120℃—125℃下进行峰值时效处理24h；(3)、将峰值时效处理后的合金浸泡在剥落腐蚀用exco溶液(nacl，kno3和hno3的浓度分别为4.0mol/l、0.5mol/l和0.1mol/l，溶剂为蒸馏水)中48h。
实施例2
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金加热到450℃，保温处理1h，完成一级固溶处理；(2)、将完成步骤(1)后的铝合金温度缓慢加热到470℃，保温40min，完成二级固溶处理；(3)将完成二级固溶处理后的al-zn-mg-cu铝合金在120℃—125℃下进行峰值时效处理24h。
实施例3
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金加热到460℃，保温处理1h，完成一级固溶处理；(2)、将完成步骤(1)的铝合金温度缓慢加热到490℃，保温40min，完成二级固溶处理；(3)将完成二级固溶处理的铝合金在120℃—125℃下进行峰值时效处理24h。
实施例4
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金加热到470℃，保温处理2h，完成一级固溶处理；(2)、将完成步骤(1)的铝合金温度缓慢加热到480℃，保温1h，完成二级固溶处理；(3)将完成二级固溶处理的铝合金在120℃—125℃下时效处理24h。(4)、将完成步骤(3)后的合金浸泡在exco溶液中48h。
实施例5
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金加热到450℃，保温处理2h，完成一级固溶处理；(2)、将完成步骤(1)的铝合金温度缓慢加热到480℃，保温1h，完成二级固溶处理；(3)、将完成步骤(2)的铝合金温度缓慢加热到490℃，保温0.5h，完成三级固溶处理；(4)将完成三级固溶处理的al-zn-mg-cu铝合金在120℃—125℃下时效处理24h。(5)、将峰值时效处理后的合金浸泡在exco溶液中48h。
实施例6
一种al-zn-mg-cu铝合金的热处理方法，步骤如下：(1)、将al-zn-mg-cu铝合金加热到470℃，保温处理2h，完成一级固溶处理；(2)、将完成步骤(1)的铝合金温度缓慢加热到480℃，保温1h，完成二级固溶处理；(3)、将完成步骤(2)的铝合金温度缓慢加热到490℃，保温0.5h，完成三级固溶处理；(4)、将完成三级固溶处理的铝合金在120℃—125℃下时效处理24h；(5)、将峰值时效处理后的合金浸泡在exco溶液中48h。
对经过上述各实施例热处理后的铝合金的性能及剥蚀评价如表1、表2所示。
表1：各实施例中al-zn-mg-cu铝合金的性能参数表
表2：实施例中al-zn-mg-cu铝合金的剥蚀48h评级
表2中，n表示未出现腐蚀特征；p表示出现点蚀；ea—eb表示剥蚀程度加深。
从表1和表2看出三级固溶明显提高al-zn-mg-cu铝合金强度、硬度与冲击功，同时采用该处理工艺铝合金的抗剥蚀性能得到了提高。
上述仅列出了部分实施例，只体现了处理过程中的一些参数的部分取值，例如，在一级固溶处理步骤中，可以在440℃—470℃之间进行一级固溶处理，尤其以450℃—470℃为宜。又例如可以在480℃—500℃之间进行三级固溶处理，尤其以490℃为宜。再例如可以在115℃—125℃下进行峰值时效处理24h，尤其以120℃—125℃为宜。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。