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鋁合金鑄件熱處理工藝

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鋁合金鑄件熱處理工藝

發布日期:2018-09-19 作者:貴州鑄造 點擊:

鋁合金鑄件熱處理鋁合金鑄件的熱處理是指按某一熱處理規范 , 控制加熱溫度、保溫時間和冷卻速度 , 改變合金的組織 , 其主要目的是 : 提高力學性能 , 增強耐 腐蝕性能 , 改善加工性能 , 獲得尺寸的穩定性。鋁合金鑄件的熱處理工藝可以分為如下四類 : 


一、退火處理 將鋁合金鑄件加熱到較高的溫度 , 一般約為 300 ℃ 左右 , 保溫一定的時間后 , 隨爐冷卻到室溫的工藝稱為退火。在退火過程中 固溶體發生分解 , 第二相質點發生聚集 , 可以消除 鑄件的內應力 , 穩定鑄件尺寸 , 減少變形 , 增大鑄 件的塑性。 


二、固溶處理 把鑄件加熱到盡可能高的溫度 , 接近于共晶體的熔點 , 在該溫度下保持足夠長的時間 , 并隨后快速冷卻 , 使強化組元最大限度的溶解 , 這種高溫狀態被固定保存到室溫 , 該過程稱為固溶處理。固溶處理可以提高鑄件的強度和塑性 , 改善合金的耐腐蝕性能。貴州鑄造廠固溶處理的效果主要取決于下列三個因素 : 

1. 固溶處理溫度。溫度越高 , 強化元素溶解速度越快 , 強化效果越好。一般加熱溫度的上限低于合金開始過燒溫度 , 而加熱溫度的下限應使強化組元盡可能多地溶入固溶體中。為了獲得最好的固溶強化效果 , 而又不便合金過燒 , 有時采用分級加熱的辦法 , 即在低熔點共晶溫度下保溫 , 使組元擴散溶解后 , 低熔點共晶不存在 , 再升到更高的溫度進行保溫和淬火。固溶處理時 , 還應當注意加熱的升溫速度不宜過快 , 以免鑄件發生變形和局部聚集的低熔點組織熔化而產生過燒。固溶熱處理的悴火轉移時間應盡可能地短 , 一般應不大于 15s, 以免合金元素的擴散析出而降低合金的性能。 

2.保溫時間。保溫時間是由強化元素的溶解速度來決定的 , 這取決于合金的種類、成分、組織、鑄造方法和鑄件的形狀及壁厚。鑄造鋁合金的保溫時間比變形鋁合金要長得多 , 通常由試驗確定 , 一般的砂型鑄件比同類型的金屬型鑄件要延 長 20%-25% 。 

3.冷卻速度。 淬火時給予鑄件的冷卻速度越大 , 使固溶體自高溫狀態保存下來的過飽和度也越高 , 從而使鑄件獲得高的力學性能 , 但同時所形成的內應力也越大 , 使鑄件變形的可能性也越大。冷卻速度可以通過選用具有不同的熱容量、導熱性、蒸發潛熱和粘滯性的冷卻介質來改變 , 為了得到最小的內應力 , 鑄件可以在熱介質 ( 沸水、熱 油或熔鹽 ) 中冷卻。 為了保證鑄件在淬火后 , 同時具有高的力學性能和低的內應力 , 有時采用等溫淬火 , 即把經固溶處理的鑄件淬入 200-250 ℃ 的熱介質中保溫一定時間 , 把固溶處理和時效處理結合起來。 

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三、時效處理 將固溶處理后的鑄件加熱到某一溫度 , 保溫一定時間后出爐 , 在空氣中緩慢冷卻到室溫的工藝稱為時效。如果時效強化是在室溫下進行的稱為自然時效 , 如果時效強化是在高于室溫并保溫一段時間后進行稱為人工時效。時 效處理進行著過飽和固溶體分解的自發過程 , 從而使合金基體的點陣恢復到比較穩定的狀態。 時效溫度和時間的選擇取決于對合金性能的要求、合金的特性、固溶體的過飽和程度以及鑄造方法等。人工時效可分為三類 : 不完全人工時效 , 完全人工時效和過時效。不完全人工時效是采用比較低的時效溫度或較短的保溫時間 , 獲得優良 的綜合力學性能 , 即獲得比較高的強度 , 良好的塑性和韌性 , 但耐腐蝕性能可能比較低。

完全人工時 效是采用較高的時效溫度和較長的保溫時間 , 獲得最大的硬度和最高的抗拉強度 , 但伸長率較低。 過時效是在更高的溫度下進行 , 這時合金保持較高的強度 , 同時塑性有所提高 , 主要是為了得到好的抗應力腐蝕性能。為了得到穩定的組織和幾何尺寸 , 時效應該在更高的溫度下進行。過時效根據使用要求通常也分為穩定化處理和軟化處理。 


脫蠟鑄造法有兩大類:實心模(Solid Mold)法和陶殼模(Ceramic Shell Mold)法,后者為前者的改良法。陶殼模法直到蠟型的制作都跟實心模法相同,只是在一次沾漿和淋砂(或浮砂)之后,并不進行包模作業,而是反復多次地進行沾漿和淋砂,直至獲得預定的外殼厚度。干燥、加熱、熔流出蠟質,高溫加熱再行澆注,這種方法為目前的脫蠟精密鑄造業者所廣泛采用,因其具有下列優點:

(1)制程可局部自動化,以節省人力,提高生產速率

(2)生產成本較低

(3)陶殼模較薄,澆注后鑄件的冷卻速率較高而均勻,故其機械性質較佳。

(4)尺寸穩定性較佳

精密鑄造用精密鑄型獲得精密鑄件的鑄造方法。


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