鋁合金壓鑄件的熱處置是指按某一熱處置規(guī)范,控制加熱溫度、保溫時(shí)刻和冷卻速度,改變合金的安排,其主要目的是：進(jìn)步力學(xué)功能,增強(qiáng)耐腐蝕功能,改進(jìn)加工功能,取得尺度的安穩(wěn)性。鋁合金鑄件的熱處置工藝能夠分為如下四類：
1.退火處置
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(shí)刻后,隨爐冷卻到室溫的工藝稱為退火。在退火過程中固溶體發(fā)生分解,*二相質(zhì)點(diǎn)發(fā)生聚集,能夠消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力,安穩(wěn)鑄件尺度,減少變形,增大鑄件的塑性。
2.固溶處置
把鑄件加熱到盡可能高的溫度,接近于共晶體的熔點(diǎn),在該溫度下堅(jiān)持足夠長(zhǎng)的時(shí)刻,并隨后疾速冷卻,使強(qiáng)化組元*大限度的溶解,這種高溫狀態(tài)被固定保管到室溫,該過程稱為固溶處置。固溶處置能夠進(jìn)步鑄件的強(qiáng)度和塑性,改進(jìn)合金的耐腐蝕功能。固溶處置的作用主要取決于下列三個(gè)要素：
(1)固溶處置溫度。溫度越高,強(qiáng)化元素溶解速度越快,
強(qiáng)化作用越好。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(yīng)使強(qiáng)化組元盡可能多地溶入固溶體中。為了取得*好的固溶強(qiáng)化作用,而又不方便合金過燒,有時(shí)選用分級(jí)加熱的辦法,即在低熔點(diǎn)共晶溫度下保溫,使組元擴(kuò)散溶解后,低熔點(diǎn)共晶不存在,再升到更高的溫度進(jìn)行保溫和淬火。固溶處置時(shí),還應(yīng)當(dāng)注意加熱的升溫速度不宜過快,以免鑄件發(fā)生變形和部分聚集的低熔點(diǎn)安排熔化而產(chǎn)生過燒。固溶熱處置的悴火轉(zhuǎn)移時(shí)刻應(yīng)盡可能地短,一般應(yīng)不大于15s,以免合金元素的擴(kuò)散析出而降低合金的功能。
(2)保溫時(shí)刻。保溫時(shí)刻是由強(qiáng)化元素的溶解速度來決定的,
這取決于合金的種類、成分、安排、鑄造辦法和鑄件的形狀及壁厚。鑄造鋁合金的保溫時(shí)刻比變形鋁合金要長(zhǎng)得多,一般由實(shí)驗(yàn)確定,
一般的砂型鑄件比同類型的金屬型鑄件要延長(zhǎng)20%-25%。
(3)冷卻速度。淬火時(shí)給予鑄件的冷卻速度越大,
使固溶體自高溫狀態(tài)保管下來的過飽和度也越高,從而使鑄件取得高的力學(xué)功能,但同時(shí)所形成的內(nèi)應(yīng)力也越大,使鑄件變形的可能性也越大。冷卻速度能夠通過選用具有不同的熱容量、導(dǎo)熱性、蒸發(fā)潛熱和粘滯性的冷卻介質(zhì)來改變,為了得到*小的內(nèi)應(yīng)力,鑄件能夠在熱介質(zhì)(沸水、熱油或熔鹽)中冷卻。
為了保證鑄件在淬火后,同時(shí)具有高的力學(xué)功能和低的內(nèi)應(yīng)力,有時(shí)選用等溫淬火,即把經(jīng)固溶處置的鑄件淬入200-250℃的熱介質(zhì)中保溫一定時(shí)刻,把固溶處置和時(shí)效處置結(jié)合起來。
3.時(shí)效處置將固溶處置后的鑄件加熱到某一溫度,保溫一定時(shí)刻后出爐,在空氣中緩慢冷卻到室溫的工藝稱為時(shí)效。若是時(shí)效強(qiáng)化是在室溫下進(jìn)行的稱為天然時(shí)效,若是時(shí)效強(qiáng)化是在高于室溫并保溫一段時(shí)刻后進(jìn)行稱為人工時(shí)效。時(shí)效處置進(jìn)行著過飽和固溶體分解的自發(fā)過程,從而使合金基體的點(diǎn)陣恢復(fù)到比較安穩(wěn)的狀態(tài)。時(shí)效溫度和時(shí)刻的選擇取決于對(duì)合金功能的要求、合金的特性、固溶體的過飽和程度以及鑄造辦法等。
人工時(shí)效可分為三類:不完全人工時(shí)效,完全人工時(shí)效和過時(shí)效。不完全人工時(shí)效是選用比較低的時(shí)效溫度或較短的保溫時(shí)刻,取得優(yōu)秀的綜合力學(xué)功能,即取得比較高的強(qiáng)度,良好的塑性和韌性,但耐腐蝕功能可能比較低。完全人工時(shí)效是選用較高的時(shí)效溫度和較長(zhǎng)的保溫時(shí)刻,取得*大的硬度和*高的抗拉強(qiáng)度,但伸長(zhǎng)率較低。過時(shí)效是在更高的溫度下進(jìn)行,這時(shí)合金堅(jiān)持較高的強(qiáng)度,同時(shí)塑性有所進(jìn)步,
主要是為了得到好的抗應(yīng)力腐蝕功能。為了得到安穩(wěn)的安排和幾何尺度,時(shí)效應(yīng)該在更高的溫度下進(jìn)行。過時(shí)效依據(jù)使用要求一般也分為安穩(wěn)化處置和軟化處置。
4.冷熱循環(huán)處置
經(jīng)冷熱循環(huán)處置的鑄件,由于屢次加熱和冷卻引起固溶體點(diǎn)陣收縮和膨脹,使各相的晶格發(fā)生了少許位移,使*二相質(zhì)點(diǎn)處于更加安穩(wěn)的狀態(tài),從而進(jìn)步鑄件尺度的安穩(wěn)性,適于精密零件的制造。
鋁合金在低溫下沒有脆性斷裂的傾向,隨著溫度的降低,力學(xué)功能有某些變化,強(qiáng)度有所進(jìn)步,但塑性卻降低得很少,所以有時(shí)為了減小或消除鑄件內(nèi)應(yīng)力,可將鑄造或淬火后的鑄件,冷卻到-50℃、-70℃或更低的溫度,堅(jiān)持2-3h,隨后在空氣或熱水中加熱到室溫,或者是接著進(jìn)行人工時(shí)效,這種工藝稱冷處置。
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