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    铝合金压铸件表面热处理的方法

    发布日期:2022-09-22 发布者:润恒压铸厂

    铝合金压铸件的热处理是指按某一热处理规范,控制加热温度、保温时间和冷却速度,改变合金的组织,其主要目的是:提高力学性能,增强蚀性能,加工性能,获得尺寸的稳定性。铝合金铸件的热处理工艺可以分为如下四类:

    1、退火处理将铝铸件加热到较高的温度,一般约为300℃左右,保温   的时间后,随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中固溶体发生分解,相质点发生聚集,可以铸件的内应力,稳定铸件尺寸,减少变形,增大铸件的塑性。

    2、固溶处理把铸件加热到尽可能高的温度,接近于共晶体的熔点,在该温度下保持足够长的时间,并随后冷却,使组元大限度的溶解,这种高温状态被固定保存到室温,该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性,合金的蚀性能。固溶处理的效果主要取决于下列三个因素:

    (1)固溶处理温度。温度越高,元素溶解速度越快,效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度,而加热温度的下限应使组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得好的固溶效果,而又不便合金过烧,有时采用分级加热的办法,即在低熔点共晶温度下保温,使组元扩散溶解后,低熔点共晶不存在,再升到高的温度进行保温和淬火。固溶处理时,还应当注意加热的升温速度不宜过快,以免铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短,一般应不大于15s,以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。

    (2)保温时间。保温时间是由元素的溶解速度来决定的,这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多,通常由试验确定,一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25%。

    (3)冷却速度。淬火时给予铸件的冷却速度越大,使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高,从而使铸件获得高的力学性能,但同时所形成的内应力也越大,使铸件变形的可能性也越大。冷却速度可以通过选用具有不同的热容量、导热性、蒸发潜热和粘滞性的冷却介质来改变,为了小的内应力,铸件可以在热介质(沸水、热油或熔盐)中冷却。

    为了铸件在淬火后,同时具有高的力学性能和低的内应力,有时采用等温淬火,即把经固溶处理的铸件淬入200-250℃的热介质中保温   时间,把固溶处理和时效处理结合起来。

    3、时效处理将固溶处理后的铸件加热到某一温度,保温   时间后出炉,在空气中缓慢冷却到室温的工艺称为时效。如果时效是在室温下进行的称为自然时效,如果时效是在高于室温并保温一段时间后进行称为人工时效。时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程,从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状态。

    时效温度和时间的选择取决于对合金性能的要求、合金的特性、固溶体的过饱和程度以及铸造方法等。人工时效可分为三类:不   人工时效,   人工时效和过时效。不   人工时效是采用比较低的时效温度或较短的保温时间,获得优良的综合力学性能,即获得比较高的强度,良好的塑性和韧性,但蚀性能可能比较低。   人工时效是采用较高的时效温度和较长的保温时间,获得大的硬度和高的抗拉强度,但伸长率较低。过时效是在高的温度下进行,这时合金保持较高的强度,同时塑性有所提高,主要是为了好的抗应力腐蚀性能。为了稳定的组织和几何尺寸,时效应该在高的温度下进行。过时效根据使用要求通常也分为稳定化处理和软化处理。

    时效处理时,合金元素沉淀的过程大多需要经过以下四个阶段:

    (1)形成G-PⅠ区。固溶体点阵内原子重新组合,出现溶质原子的富集区,伴随着点阵畸变程度增大,提高合金的力学性能,降低合金的导电性。

    (2)形成G-PⅡ区。合金元素的原子以   比例进行偏聚形成G-PⅡ区,为形成亚稳相作准备,合金的强度进一步提高。

    (3)形成亚稳相。亚稳相也称过渡相,该相与基体呈共格联系,大量的G-PⅡ区和少量的亚稳相相结合,使合金高的强度。

    (4)形成相质点和相质点的聚集。亚稳相转变为稳定相,细小的质点分布在晶粒内部,较粗大的质点分布在晶界,还相继发生相质点的聚集,点阵畸变剧烈地减弱,显著地降低合金的强度,提高合金的塑性。

    上述几个阶段不是截然分开的,有时是同时进行的,低温时效、二阶段进行的程度要大些,高温时效,第三、四阶段进行得强烈些。

    4、冷热循环处理

    经冷热循环处理的铸件,由于多次加热和冷却引起固溶体点阵收缩和膨胀,使各相的晶格发生了少许位移,使相质点处于加稳定的状态,从而提高铸件尺寸的稳定性,适于   零件的制造。

    铝合金在低温下没有脆性断裂的倾向,随着温度的降低,力学性能有某些变化,强度有所提高,但塑性却降低得很少,所以有时为了减小或铸件内应力,可将铸造或淬火后的铸件,冷却到-50℃、-70℃或低的温度,保持2-3h,随后在空气或热水中加热到室温,或者是接着进行人工时效,这种工艺称冷处理。