一种铝合金型材及其在线喷淋淬火生产方法与流程

本发明涉及铝合金热处理，具体涉及一种铝合金型材及其在线喷淋淬火生产方法，尤其适用于2a12铝合金型材的挤压后直接淬火处理。

背景技术：

1、2a12铝合金（对应美标2024）是一种典型的al-cu-mg系高强度航空结构材料，其优异的力学性能依赖于固溶淬火后时效析出的al2cumg（s相）等强化相。传统制造流程中，2a12型材常采用离线淬火方式：即挤压成型后，将型材移送至加热炉重新加热至固溶温度（通常490-495℃）并保温，随后快速转移至水槽或喷淋装置中淬火。该“挤压→冷却→再加热→淬火”流程由多个不连续环节组成，存在生产周期长、能耗高、粗晶环问题突出、淬火变形严重的缺点。

2、在线淬火技术利用挤压余热直接进行淬火，省去二次加热，理论上具有流程简化、节能高效的显著优势。然而，对于2a12这类强度要求严苛的合金，实现在线淬火面临巨大挑战：挤压出口温度难以稳定控制在固溶温度区间；复杂截面型材的冷却均匀性难以保证；缺乏针对不同壁厚的差异化冷却设计。目前尚未形成一种成熟、可批量生产、同时兼顾组织优化、强度达标与变形控制的在线喷淋淬火方案。

技术实现思路

1、在长期研究之后意外地发现，通过以下步骤的铝合金型材在线喷淋淬火加工方法通过精准控制挤压出口温度、差异化喷淋冷却和在线拉伸矫直一体化，实现无粗晶环、低变形、高性能型材的连续化生产。

2、因此，基于以上发现，在第一方面，本发明提供了一种铝合金型材的在线喷淋淬火生产方法，其包括以下步骤：

3、（1）将铝合金铸锭加热至440-490℃进行挤压，控制挤压模具出口的铝合金型材温度为435-445℃；

4、（2）使步骤（1）得到的型材进入喷淋区，接受来自喷淋装置的顶部、侧部和底部的冷却液喷淋淬火；

5、（3）将步骤（2）得到的淬火后的型材进行在线拉伸矫直。

6、在一些实施方案中，所述铝合金为2系铝合金。

7、在一些实施方案中，所述铝合金为2a12铝合金。

8、在一些实施方案中，在步骤（1）中，所述挤压的速度为0.2-0.6 mm/s。

9、在一些实施方案中，在步骤（1）中，所述挤压的速度为0.2 mm/s、0.3 mm/s、0.4mm/s、0.5 mm/s或0.6 mm/s

10、在一些实施方案中，在步骤（2）中，以底部的冷却液喷淋强度为基准值100%，顶部和侧部的冷却液喷淋强度为基准值的70-85%。

11、在一些实施方案中，在步骤（2）中，喷淋区与挤压模具出口的间距在1 m以内，型材从挤压模具出口到进入喷淋区的转移时间在15 s以内。

12、在一些实施方案中，在步骤（3）中，拉伸矫直后的永久变形量为1-3%。

13、在本发明的另一个方面中，提供了一种铝合金型材，其使用上述生产方法生产。

14、本发明的方法具有以下至少一项有益效果：

15、（1）组织均匀细化：通过将挤压出口温度精准控制在435-445℃的高温区间，保证型材在进入淬火区时仍处于充分的固溶状态，结合快速喷淋冷却，获得高过饱和固溶体；同时避免二次加热，从源头抑制粗晶环形成，表层粗晶环厚度可控制在0.5 mm以下甚至完全消除。

16、（2）冷却均匀、变形小：采用底部加强的非对称喷淋策略，补偿重力导致的水流下淌效应，实现型材周向均匀冷却，显著减少淬火内应力和翘曲变形。

17、（3）流程一体化、效率高：将挤压、在线淬火、在线拉伸矫直整合为连续工序，省去离线再加热、保温、转移和单独矫直等环节，生产周期由传统5天以上缩短至1天，能耗大幅降低。

18、（4）力学性能优异：在线淬火后的型材经t4时效，抗拉强度≥410 mpa，屈服强度≥295 mpa，延伸率≥10%，达到或超过航空标准要求。

1.一种铝合金型材的在线喷淋淬火生产方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝合金为2系铝合金。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铝合金为2a12铝合金。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述挤压的速度为0.2-0.6mm/s。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述挤压的速度为0.2 mm/s、0.3 mm/s、0.4 mm/s、0.5 mm/s或0.6 mm/s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，以所述底部的冷却液喷淋强度为基准值100%，所述顶部和所述侧部的冷却液喷淋强度为所述基准值的70-85%。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述喷淋区与所述挤压模具出口的间距在1 m以内，所述型材从所述挤压模具出口到进入所述喷淋区的转移时间在15s以内。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述拉伸矫直后的永久变形量为1-3%。

9.一种铝合金型材，其特征在于，使用权利要求1至8任一项所述的生产方法生产。