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文檔簡介

鋁合金的熱處理鋁合金的熱處理鑄造鋁合金的金相組織比變形鋁合金的金相組時(shí)間長,一般都在2h以上,而后者保溫時(shí)間短,只要幾格外鐘。由于金屬型鑄件、低壓鑄造件、差壓鑄造件是在比較大的冷卻速度和壓力下結(jié)造鋁合金與變形鋁合金的另一不同點(diǎn)是壁厚不和提高鑄件的性能。一、熱處理的目的鋁合金鑄件熱處理的目的是提高力學(xué)性能和耐使用要求,除Al-Si系的ZL102,Al-Mg系的ZL302Al-ZnZL401鋁合金都要通過熱處理來進(jìn)一步提高鑄件的機(jī)械性能和其它使用性能,具體有以下幾個(gè)方面:1〕消退由于鑄件構(gòu)造〔如璧厚不均勻、轉(zhuǎn)接處厚大等緣由使鑄件在結(jié)晶凝固時(shí)因冷卻速度不均勻所造成的內(nèi)應(yīng)力;2〕提高合金的機(jī)械強(qiáng)度和切削加工性能、焊接性能;3〕穩(wěn)定鑄件的組化;4〕消退晶間和成分偏析,使組織均勻化。1、退火處理退火處理的作用是消退鑄件的鑄造應(yīng)力和機(jī)械加工引起的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定加工件的外形和尺寸,并使Al-Si系合金的局部Si結(jié)晶球狀化,改善合金的塑性。其工藝是:將鋁合金鑄件加熱到280-300℃,保溫2-3h,隨爐冷卻到室溫,使固消退鑄件的內(nèi)應(yīng)力,到達(dá)穩(wěn)定尺寸、提高塑性、削減變形、翹曲的目的。2、淬火〔一般在接近于共晶體的熔點(diǎn),多在500℃以上,保溫2h急速淬入60-100℃的水中,使鑄件急冷,使強(qiáng)化組元在合金中得到最大限度的溶解并固定保冷處理。3、時(shí)效處理組織穩(wěn)定的工藝過程。〔稱為G-PⅠ區(qū)和G-PⅠ區(qū)消逝,其次相原子按肯定規(guī)律偏聚并生成G-PⅡ區(qū),之后生成亞穩(wěn)定的其次相〔過渡相大量的G-PⅡ區(qū)和少量的亞穩(wěn)定相結(jié)合以及亞穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相、其次相質(zhì)點(diǎn)聚攏幾個(gè)階段。時(shí)效3種。1〕不完全人工時(shí)效:把鑄件加熱到150-170℃,保溫3-5h,以獲得較好抗拉強(qiáng)度、良好的塑性和韌性,但抗蝕性較低的熱處理工藝175-185溫5-24h,以獲得足夠的抗拉強(qiáng)度〔即最高的硬度〕但延長率較低的熱處理工藝;3〕過時(shí)效:把鑄件加熱到190-230℃,保溫4-9h,使強(qiáng)度有所下降,塑性有所提高,以獲得較好的抗應(yīng)力、抗腐蝕力量的工藝,也稱穩(wěn)定化回火。4、循環(huán)處理把鋁合金鑄件冷卻到零下某個(gè)溫度〔如-50℃、-70℃、-195℃〕并保溫肯定時(shí)間,再把鑄件加熱到350℃以下,使合金中度固溶體點(diǎn)陣反復(fù)收縮些固溶體結(jié)晶點(diǎn)陣內(nèi)的原子偏聚區(qū)和金屬間化〔如檢測儀器上的一些零件5、鑄造鋁合金熱處理狀態(tài)代號及含義代號合金狀態(tài)熱處理的作用或目的說明T1冷卻速度較快,已得到肯定程度的過飽和固溶體,即有局部淬火效果。再做人工時(shí)效,脫溶強(qiáng)Zl104、ZL105T2〔鑄造應(yīng)力和機(jī)加工引起的應(yīng)力Al-Si系合金的Si對Al-Si系合金效果比較明顯,退火溫度280-3002-4h。T4固溶處理〔淬火〕加自然時(shí)效通過加熱保溫,αAl-Mg系合金為最終熱處理,對需人工時(shí)效的其它合金則是預(yù)備熱處理。T5〔淬火〕加不完全人工時(shí)效用來得150-1703-5hT6〔淬火〕加完全人工時(shí)效用來獲得件,時(shí)效溫度約175-185℃,保溫時(shí)間5h以上。T7〔淬火〕加穩(wěn)定化回火用來穩(wěn)定鑄〔非但凡抗應(yīng)力腐蝕〕工作溫度下進(jìn)展。適合300℃以下高溫工作的零件,回火溫度為190-230℃,保溫時(shí)間4-9h。T8固溶處理〔淬火〕加軟化回火使固溶體充分分尺寸,提高合金的塑性,但抗拉強(qiáng)度下降。適合要求高塑性的鑄件,回火溫度約230-330℃,保溫3-6h。T9其反復(fù)加熱和冷卻的溫度及循環(huán)次數(shù)要依據(jù)零寸、外形很周密穩(wěn)定的零件。三、熱處理工藝1、鑄造鋁合金熱處理工藝參數(shù)〔保溫后空冷〕加熱溫度〔℃〕保溫時(shí)間〔h〕淬火溫度〔℃〕加熱溫度〔℃〕保溫時(shí)間〔h〕ZAlSi7MgZL101T2---300±102-4T4535±52-620-100--T5535±52-620-100150±52-4T6535±52-620-100200±52-5T7535±52-680-100225±53-5T8535±52-680-100250±103-5T5535±52-620-100190±100.5150±52ZAlSi7MgAZL101AT1---190±53-4T2---300±102-4T4535±510-1620-100--T5535±510-1620-100175±56ZAlSi12ZL102T2---300±102-4ZAlSi9MgZL104T1---175±55-17T6535±52-620-100175±510-15ZAlSi5Cu1MgZL105T1---180±55-10T5525±53-520-100175±55-10T6525±53-520-100200±53-5T7525±53-520-100230±103-5ZAlSi5Cu1MgAZL105AT1---180±55-10T5525±53-520-100175±55-10T6525±53-520-100200±53-5T7525±53-520-100230±103-5T8525±53-520-100250±103-5ZAlSi8Cu1MgZL106T1---200±105-8T2---280±105-8T5515±54-820-100170±58-16T6515±54-820-100160±54-6T7515±54-820-100230±53-5ZAlSi7Cu4ZL107T6515±55-720-100170±105-7ZAlSi12Cu2Mg1ZL108T1---190±58-12T6515±56-820-70175±514-18T7515±53-820-70240±106-10ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109T1---205±58-12T6515±56-820-70180±514-18ZAlSi9Cu2MgZL111T6520±54-620-70180±56-8ZAlSi7Mg1AZL114AT5535±52-720-100150±51-3T6540±58-1265-100160±53-5ZALSi5Zn1MgZL115T4550±51665-100--T5550±51665-100160±54ZAlSi8MgBeZL116T1---190±53-4T2---300±102-4T4535±510-1620-100--T5535±510-1620-100175±56T6535±510-1620-100160±53-8ZAlCu5MnZAlCu5MnAZL201ZL201AT4545±510-1220-100--T5545±55-920-100175±53-6T7545±55-920-100250±103-10ZAlCu10ZL202T2---290±53ZAlCu4ZL203T4515±510-1520-100--T5515±510-1520-100150±52-4ZAlCu5MnCdAZL204AT6535±57-940-100175±53-5T7535±57-940-100190±53-5ZAlCu5MnCdVAZL205AT5535±510-1520-60155±58-10T6535±510-1520-60175±53-5T7535±510-1520-60195±53-5ZAlRE5Cu3Si2ZL207T1---200 55-10ZAlMg10ZL301T44301020230〔或油〕--ZAlMg8Zn1ZL305T4455±56-880-100—ZAlZn11Si7Zl401T1---200±105-10T2---300±102-4ZAlZn6MgZL402T1---175±56-8T5---室溫20天T5---175±56-82、熱處理操作技術(shù)要點(diǎn)1〕熱處理前應(yīng)檢查熱處理設(shè)備、關(guān)心設(shè)備、儀規(guī)定的范圍之內(nèi)〔±5℃;2〕裝爐前應(yīng)吹砂或沖洗,應(yīng)無油污、臟物、泥土,合金牌號不應(yīng)相混;3〕形性狀易產(chǎn)生翹曲空的懸臂局部;4〕檢查鑄件性能的單鑄或附鑄試棒應(yīng)隨零件一起同爐處理,以真實(shí)反映鑄件的性能;5〕防止局部高溫或燒化;6〕在斷電后短時(shí)間不能恢復(fù)正常后,再裝爐、保溫存進(jìn)展熱處理;7〕在硝鹽槽中淬過火的鑄件,應(yīng)在淬火后馬上用熱水沖洗,消退殘鹽,防止腐蝕;8〕覺察淬火后鑄件變形,應(yīng)馬上予以校正;要時(shí)效處理的零件,應(yīng)在淬火后0.5h內(nèi)進(jìn)展時(shí)效處理;熱處理,但次數(shù)不得超過2次;11〕應(yīng)依據(jù)鑄件構(gòu)造外形、尺寸、合金特性等制定的熱處理工藝進(jìn)展熱處理。3、熱處理缺陷的產(chǎn)生緣由和消退與預(yù)防方法缺陷名稱缺陷表現(xiàn)產(chǎn)生緣由消退與預(yù)防方法力學(xué)性能不合格退火狀態(tài)δ5偏低,淬火或時(shí)效處間不夠,或冷卻速度太慢〔淬火介質(zhì)溫度過高或偏差,則要依據(jù)具體的偏差元素、偏差量、轉(zhuǎn)變或調(diào)整重復(fù)熱處理參數(shù)。冷卻速度太快〔太劇烈的設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理〔如兩連接壁的壁厚相差太件下水方向不當(dāng)及裝料方法不當(dāng)。降低升溫速薄壁部位涂敷涂料或用石棉纖維等隔熱材料包部位,則可在淬火后馬上予以矯正。裂紋淬火后的鑄件外表用肉眼可以看到的明顯的裂紋或通過熒光檢查肉眼看不到的微細(xì)裂紋?!泊慊饻囟冗^高或淬火介質(zhì)溫度過低,或淬火介質(zhì)速度太快〔太薄或太細(xì)小用防開裂的淬火夾具,并選擇正確的下水方向。過燒鑄件外表有結(jié)瘤,合金的延長率大大下降。合金中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)元素如Cd、Si、Sb等的含掌握低熔點(diǎn)合金元素的含量不超標(biāo);以不超過3℃/min的速度緩慢升溫;檢查和掌握爐內(nèi)各區(qū)溫度不超過±5℃;定期檢查或校準(zhǔn)測控儀表,確保儀表測溫、示溫、控溫準(zhǔn)確無誤。外表腐蝕鑄件的外表消滅斑紋或塊狀等與鋁合處清洗,硝鹽粘附在鑄件外表〔尤其是窄縫隙、盲孔、通道中〕造成腐蝕;硝鹽液中混有酸或堿或的含量是否超標(biāo),如超標(biāo),則應(yīng)降低其含量〔或濃度,從硝鹽槽中加熱的鑄件應(yīng)馬上用溫水或在有濃酸或濃堿的四周。淬火不均勻鑄件的厚大部位的延長率和硬度低〔非但凡其內(nèi)部中心〔非但凡其表層。鑄件加熱和冷卻不均勻,厚大部位冷卻慢,熱透性差。重作熱處理,降低升溫速度,延長保溫時(shí)間,使厚薄部位溫度均衡;在厚壁部位涂敷保溫性的涂料或包覆石棉等隔熱性先下水;換成有機(jī)淬火劑,降低冷卻速度。四、熱處理設(shè)備、材料1、熱處理設(shè)備的主要技術(shù)要求1〔其淬火溫度接近合金內(nèi)低熔點(diǎn)共晶成分的熔點(diǎn),故其爐內(nèi)的溫度差應(yīng)掌握在±5℃;2〕要求測溫、控溫儀表靈敏、準(zhǔn)確,以確保溫度在上述誤差范圍內(nèi);3〕爐內(nèi)各區(qū)的溫度應(yīng)均勻,差異在1-2℃的范圍內(nèi);4〕淬火槽有加熱裝置和循環(huán)裝置,保證水的加熱和溫度均勻;5〕應(yīng)定期檢查并更換已污染的冷卻水。2、淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)是保證明現(xiàn)各種熱處理目的或作用的的越劇烈〔快,金屬組織中α固溶體的過飽和的金屬間化合物等強(qiáng)化相被固溶到Al的α固溶體依次為:干冰和丙酮的混合物〔-68℃、冰水、80-90100℃的水、經(jīng)霧化過的水、各種油〔菜籽油等、加熱到200-220℃的各種油、空氣等。近年國內(nèi)研制出來的鋁合金淬火介質(zhì)CL-1的冷溶,其混合比例不同,冷卻速度各異,故很便于且能防銹。其主要技術(shù)指標(biāo)是,外觀:淡黃

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