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铝合金热处理方法_专业信息

浏览 137次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-    时间:2021-02-23 13:21:08
[摘要] 这种处理适合使用中要求很精密、尺寸很稳定的零件(如检测仪器上的一些零件)。等合金的强度有效。次数要根据零件的工作条件和合金的性质来决定。11)应根据铸件结构外形、尺寸、合金特性等制定的热处理工艺进行热处理。淬火介质是保证实现各种热处理目的或作用的重要因素。

热处理时间

铝:2009-07-3013:56来源:作者:点击:铸造铝合金的显微组织比锻造铝合金的粗组织要细,因此热处理时也有所不同。前者的保持时间较长,通常超过2h,而后者的保持时间较短,长达数十分钟。因为用于金属模铸件和低压铸件的铸造铝合金的冶金结构比锻造铝合金的冶金组织粗,所以在热处理方面也存在差异。前者的保持时间较长,通常超过2h,而后者的保持时间较短,长达数十分钟。由于金属铸件,低压铸件和压差铸件在相对较高的冷却速度和压力下会结晶和凝固,因此它们的晶体结构比石膏铸件和砂铸件的晶体结构薄得多,因此它们在热处理过程中的保温性也很高。较短。许多。铸造铝合金和变形铝合金之间的另一个区别是壁厚不均匀,并且结构复杂,例如异型表面或内部通道。为了确保它们在热处理过程中不会变形或破裂,有时会设计特殊的夹具来保护它们,并且淬火介质的温度也高于变形铝合金的温度,因此通常使用人工时效来缩短热处理时间循环并改善铸件性能。 一、热处理的目的铝合金铸件的热处理的目的是提高机械性能和耐腐蚀性,稳定尺寸并改善切削和焊接等加工性能。除Al-Si系列ZL102,Al-Mg系列ZL302和Al-Zn系列ZL401合金外,许多铸造铝合金的机械性能无法满足应用要求,因此必须通过热处理进一步改善其他铸造铝合金。铸件的机械性能和其他使用性能如下:1)消除了铸件结晶和凝固过程中由铸件结构引起的不均匀冷却速度(例如壁厚不均匀和过渡厚)。 2)提高合金的机械强度和硬度,改善金相组织,并确保合金具有一定程度的可塑性,切削性能和焊接性能; 3)稳定铸件的结构和尺寸,防止和消除高温相变引起体积变化; 4)消除了晶间和组分的偏析并使结构均匀。

二、热处理方法1、退火处理退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力,稳定加工零件的形状和尺寸,并制成零件。 Al-Si系列合金的Si晶体球化可提高合金的可塑性。其过程是:将铝合金铸件加热至280-300°C,保温2-3小时,然后用炉子冷却至室温,以使固溶体缓慢分解,沉淀的第二颗粒聚集,从而消除内部杂质。铸件的应力并达到稳定的尺寸yabo88登陆 ,目的是提高塑性,减少变形和翘曲。 2、淬火淬火是将铝合金铸件加热至更高的温度(通常接近共晶的熔点,通常高于500℃)超过2小时,以使合金中的可溶相完全溶解。然后,将其快速在60-100°C的水中淬火以淬灭铸件,从而使增强组分可以最大程度地溶解在合金中并在室温下保存。此过程称为淬火,也称为固溶处理或冷处理。 3、时效处理时效处理,也称为低温回火,是将淬火的铝合金铸件加热到一定温度,并保持一定时间,然后空冷至室温,以分解出的合金的过程。过饱和固溶体并稳定合金基体结构。过程。在合金的时效过程中,随着温度的升高和时间的延长,过饱和固溶体晶格中的原子重新结合后,溶质原子富集区(称为G-PI区)和G-PI区消失了。 。第二相的原子根据一定的规则分离并形成G-PII区域,然后形成亚稳态的第二相(过渡相)。大量的G-PII区与少量的亚稳相结合,并将亚稳相转变为稳定相。 ,第二相粒子分几个阶段聚集。

老化处理分为两类:自然老化和人工老化。自然老化是指在室温下加强老化的老化。人工老化分为三种:不完全的人工老化,完全的人工老化和过度老化。 1)不完全的人工时效:将铸件加热到150-170°C 3-5小时,以获得具有更好的拉伸强度,良好的塑性和韧性,但耐蚀性较低的热处理工艺; 2)完全的人工时效:将铸件加热到175-185°C 5-24h,以获得具有足够的拉伸强度(即最高的硬度)但伸长率较低的热处理工艺; 3)过时效:将铸件加热到190 -230℃,保温4-9h,强度降低,可塑性提高,以获得更好的抗应力和耐蚀性。也称为稳定回火。 4、循环处理将铝合金铸件冷却至零度以下的温度(例如-50°C,-70°C和-195°C),并保持一定的时间,然后加热铸件到低于350°C以使合金成为中等固溶体晶格反复收缩和膨胀以及各相晶粒的少量位移,从而使固溶体晶格中的原子偏析区和金属间化合物处于更稳定的状态,从而增加了产品零件的尺寸和体积。目标。这种反复加热和冷却的热处理过程称为循环处理。这种处理适用于需要使用非常精确和稳定尺寸的零件(例如测试仪器上的某些零件)。

常规铸件不以这种方式处理。 5、铸造铝合金的热处理状态代码和含义。合金状态码的热处理功能或目的。 T1由于在金属或生砂模具中铸造的人工时效合金具有更快的冷却速度,因此获得了一定程度的过饱和固溶体。局部淬火效果。经过人工时效和熔解强化后,可以提高硬度和机械强度,并可以改善切削性。有效提高Zl10 4、 ZL105等合金的强度。 T2退火的主要功能是消除铸件的内应力(由铸件和机械加工引起的应力),稳定铸件的尺寸以及球化Al-Si系列合金的Si晶体以提高其可塑性。对Al-Si合金的影响很明显,退火温度为280-300℃,保温时间为2-4h。 T4固溶处理(淬火)加上自然老化。通过加热和保持,可溶相被溶解,然后被淬火,从而大量的强化相被溶解在α固溶体中以获得过饱和固溶体,从而提高了合金的硬度,强度和耐腐蚀性。对于Al-Mg系列合金,这是最终热处理,对于需要人工时效的其他合金,这是初步热处理。 T5固溶处理(淬火)和不完全的人工时效可用于获得更高的强度和可塑性,但耐腐蚀性会下降,尤其是晶间腐蚀会增加。老化温度低,保温时间短,老化温度在150-170℃左右,保温时间3-5h。

T6固溶处理(淬火)加上完全的人工时效获得最高强度,但可塑性和耐腐蚀性降低。在更高的温度和更长的时间执行。适用于要求高负荷的零件,老化温度约为175-185℃,保持时间超过5h。 T7固溶处理(淬火)加上稳定的回火用于稳定铸件的尺寸和结构,提高耐腐蚀性(耐应力腐蚀性能除外)并保持较高的机械性能。通常在零件的工作温度附近进行。适用于在300℃以下高温下工作的零件,回火温度为190-230℃,保持时间为4-9h。 T8固溶处理(淬火)加上软化和回火可使固溶体完全分解,并且沉淀的强化相聚集并呈球状形,以稳定铸件尺寸并提高合金的塑性,但抗拉强度降低。适用于要求高塑性的铸件。回火温度约为230-330℃,保温时间为3-6h。 T9循环处理用于进一步稳定铸件的尺寸和形状。重复的加热和冷却温度以及循环次数应根据零件的工作条件和合金性能来确定。适用于需要精确和稳定尺寸和外观的零件。 三、热处理工艺1、铸造铝合金热处理工艺参数合金等级合金代号热处理,固溶处理,时效处理(保温后的空气冷却)加热温度(℃)保持时间(h)淬火温度(℃)加热温度(℃)保持时间(h)ZAlSi7Mg ZL101 T2 --- 300±10 2-4 T4 535±5 2-6 20-100-T5 535±5 2-6 20-100 150±5 2-4 T6 535±5 2-6 20-100 200±5 2-5 T7 535±5 2-6 80-100 225±5 3-5 T8 535±5 2-6 80-100 250±10 3-5 T5两个阶段535±5 2-6 20-100 190±10 0. 5 150±5 2 ZAlSi7MgA ZL101A T1 --- 190±5 3-4 T2 --- 300±10 2-4 T4 535±5 10-16 20-100-T5 535±5 10-16 20-100 175±5 6 ZAlSi12 ZL102 T2 --- 300±10 2-4 ZAlSi9Mg ZL104 T1 --- 175±5 5-17 T6 535±5 2-6 20 -100 175±5 10- 15 ZAlSi5Cu1Mg ZL105 T1 --- 180±5 5-10 T5 525±5 3-5 20-100 175±5 5-10 T6 525±5 3-5 20-100 200±5 3 -5 T7 525±5 3 -5 20-100 230±10 3-5 ZAlSi5Cu1MgA ZL105A T1 --- 180±5 5-10 T5 525±5 3-5 20-100 175±5 5-10 T6 525±5 3-5 20-100 200±5 3-5 T7 525±5 3-5 20-100 230±10 3-5 T8 525±5 3-5 20-100 250±10 3-5 ZAlSi8Cu1Mg ZL106 T1 --- 200±10 5-8 T2 --- 280±10 5-8 T5 515±5 4-8 20-100 170±5 8-16 T6 515± 5 4-8 20-100 160±5 4-6 T7 515±5 4-8 20- 100 230±5 3-5 ZAlSi7Cu4 ZL107 T6 515±5 5-7 20-100 170±10 5-7 ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 T1 --- 190±5 8-12 T6 515±5 6-8 20-70 175±5 14-18 T7 515±5 3-8 20-70 240±10 6-10 ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 ZL109 T1 --- 205±5 8-12 T6 515±5 6-8 20-70 180±5 14-18 ZAlSi9Cu2Mg ZL111 T6 520±5 4-6 20-70 180±5 6-8 ZAlSi7Mg1A ZL114A T5 535±5 2-7 20-100 150 ±5 1-3 T6 540±5 8-12 65-100 160±5 3-5 ZALSi5Zn1Mg ZL115 T4 550±5 16 65-100-T5 550±5 16 65-100 160±5 4 ZAlSi8MgBe ZL116 T1 --- 190±5 3-4 T2 --- 300±10 2-4 T4 535±5 10-16 20-100-T5 535±5 10-16 20- 100 175±5 6 T6 535±5 10-16 20- 100160±5 3-8 ZAlCu5Mn ZAlCu5MnA ZL201 ZL201A T4 545±5 10-12 20-100-T5 545±5 5-9 20-100 175±5 3 -6 T7 545±5 5-9 20-100 250± 10 3-10 ZAlCu10 ZL202 T2 --- 290±5 3 ZAlCu4 ZL203 T4 515±5 10-15 20-100-T5 515±5 10-15 20-100 150±5 2-4 ZAlCu5MnCdA ZL204A T6 535±5 7 -9 40-100 175±5 3-5 T7 535±5 7-9 40-100 190±5 3-5 ZAlCu5MnC dVA ZL205A T5 535±5 10-15 20-60 155±5 8-10 T6 535±5 10-15 20-60 175±5 3-5 T7 535±5 10-15 20-60 195±5 3-5 ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 T1 --- 200±5 5-10 ZAlMg10 ZL301 T4 4 30±10 20100(或油)-ZAlMg8Zn1 ZL305 T4 455±5 6-8 80-100-ZAlZn11Si7 Zl401 T1 --- 200±10 5- 10 T2 --- 300±10 2-4 ZAlZn6Mg ZL402 T1-- -175±5 6-8 T5 --- 20天在室温下T5 --- 175±5 6-8 2、热处理的技术要点操作1)热处理前,检查热处理设备,辅助设备,仪器等是否合格,正常,炉内各部分的温差是否在规定范围内(±5℃); 2)在装入熔炉之前,应进行吹砂或洗砂,并且不得有油,尘土和土壤,合金等级的合金不得混合使用; 3)容易变形和变形的铸件应放在专用的底盘或支架上,不允许悬吊的悬臂零件; 4)用于检查铸件性能的单铸件或附接的铸件测试棒应与零件一起在同一炉中进行处理。真正体现铸件的性能; 5)在保温期间,应随时检查并校正炉子各部分的温度,以防止局部高温或燃烧; 6)当停电后短时间内无法恢复电源时,应迅速排出保温中的铸件。淬火后,恢复正常后,安装炉子,进行保温和热处理; 7)在硝酸盐浴中淬火的铸件应在淬火后立即用热水洗涤,以消除残留的盐分并防止腐蚀; 8)发现淬火后的铸件变形应立即纠正; 9)待时效处理的零件应在淬火后5小时内进行时效0.; 1 0)如果热处理后发现性能不合格,则可以重复进行热处理。但次数不得超过2次; 1 1)热处理应根据铸造组织的形状,大小和合金特性确定的热处理工艺进行。

3、热处理不良的原因及其消除和防止方法缺陷名称缺陷性能原因消除和预防方法机械性能不合格退火状态δ5低,淬火或时效处理后的强度和伸长率不合格。退火温度过低或保温时间不足,或冷却速度过快;淬火温度过低或保温时间不足,或冷却速度太慢(淬火介质温度过高),人工时效不完全,人工时效温度过高;或如果时间太长,合金的化学成分将会偏离。重新退火,提高温度或延长保温时间;提高淬火温度或延长保温时间,降低淬火介质的温度;如果再次淬火,请调整随后的时效温度和时间;如果成分存在偏差,则必须基于特定的偏差元素偏差,更改或调整重复的热处理参数。变形,翘曲热处理或后续机加工中反映的铸件尺寸和形状变化。加热速率或淬火冷却速率太快(太强);淬火温度过高铸件的设计结构不合理(例如,两个连接壁的壁厚太大,框架结构中的肋太细或太小;淬火期间工件的发射方向不正确以及装料方法不正确)。降低加热速率,提高淬火介质的温度,或更改为冷却速率较慢的淬火介质铝合金强化热处理方法,以防止合金中残留应力;在厚或薄壁上涂油漆或使用石棉纤维和其他隔热材料覆盖薄壁零件;根据铸件的结构和形状选择合理的发射方向或使用特殊的抗变形夹具;变形较小的零件可在淬火后立即进行校正。

裂纹淬火铸件表面的肉眼可见的明显裂纹或通过荧光检查肉眼无法看到的微裂纹。裂纹通常是曲折的而不是直的,并且显示为深灰色。淬火过程中加热速度过快铝合金强化热处理方法,冷却速度过快(淬火温度过高或淬火介质温度过低,或淬火介质速度过快);铸造结构的设计不合理(两个连接壁之间的壁厚差太大,框架中间的加强筋太细或太小);装入炉子的方法或发射方向错误;炉子温度不均匀,使铸件温度不均匀。降低加热速率或采用奥氏体淬火工艺;升高淬火介质的温度或更改为冷却速度较慢的淬火介质;在厚或薄壁部件上涂油漆,或在薄壁部件上覆盖石棉和其他隔热材料;使用特殊的防腐材料破裂的淬火夹具,并选择正确的发射方向。过度燃烧铸件表面存在结核,大大降低了合金的延伸率。合金中Cd,Si,Sb等低熔点杂质元素的含量太高;加热不均匀或过快;炉内局部温度超过合金的过燃温度;温度测量和控制仪器发生故障,使炉子变得实际。温度超过了仪表指示的值。严格控制低熔点合金元素含量不超过标准;以不超过3°C / min的速度缓慢升高温度;检查并控制炉内每个区域的温度不超过±5°C;定期检查或校准测控仪器,以确保仪器测量温度,显示温度,温度控制准确。表面腐蚀:铸件的表面出现条纹或块状,这与铝合金铸件的表面不同。硝酸盐溶液中的氯化物含量超过标准(> 0. 5%)凤凰体育平台 ,这会腐蚀铸件的表面(特别是松弛和收缩的部分);从硝酸盐箱中取出后,硝酸盐未充分清洗,并附着在硝酸盐上。铸件表面(尤其是狭窄的缝隙,盲孔,通道)会引起腐蚀;硝酸盐溶液与酸或碱混合,或者铸件在浓酸或碱周围腐蚀。

尝试缩短铸件从熔炉移至淬火槽的时间;检查硝酸盐中的氯化物含量是否超过标准,如果超过标准,则应降低含量(或浓度),并应立即用温水或冷水冲洗从硝酸盐浴中加热的铸件;检查硝酸盐中的酸和碱含量,如果有酸或碱,中和或停止使用;请勿将铝合金铸件放在浓酸或强碱的地方。淬火不均匀铸件厚部分的伸长率和硬度低(尤其是内部中心),薄壁部分的硬度高(尤其是表面层)。铸件的加热和冷却不均匀,较厚的零件冷却较慢,热导率较差。重新热处理,降低加热速率,延长保温时间,平衡厚薄零件的温度;在厚壁部件上涂上隔热涂料或覆盖石棉和其他隔热材料,并尝试同时冷却铸件的所有部件;使较厚的部分先入水;更换为有机淬火剂以降低冷却速度。 四、热处理设备和材料1、热处理设备的主要技术要求1)因为铝合金淬火和时效温度之间的温差不大(因为淬火温度接近低熔点的熔点)合金中的低共熔成分),熔炉熔炉内的温差应控制在±5℃以内; 2)温度测量和温度控制仪器必须敏感且准确,以确保温度在上述误差范围内; 3)炉内每个区域的温度应均匀,在℃范围内相差1-2; 4)淬火槽具有加热装置和循环装置,以确保水的均匀加热和温度; 5)应定期检查并更换受污染的冷却水。 2、淬火介质淬火介质是确保实现各种热处理目的或功能的重要因素。

淬火介质的冷却速率越高,铸件的冷却越剧烈(越快),金属结构中α固溶体的过饱和度越高,铸件的机械性能就越好,因为大量的金属间化合物和其他强化相将其溶解在Alα固溶体中。根据铸件冷却速率的淬火介质为:干冰和丙酮的混合物(-68℃),冰水yb体育 ,室温下的水,80-90℃下的水,100℃下的水,雾化后的水,各种油(菜籽油等),加热到200-220℃的各种油,空气等。近年来,中国开发的铝合金淬火介质CL-1的冷却速度介于水和油之间。它可以与任何比例的水混溶。混合比例不同且冷却速度不同,因此易于根据淬火对象来调节冷却。速度。淬火后无需清洗,表面光滑,无污染,对铸件无毒,可防止生锈。其主要技术指标为:外观:浅黄色至黄色粘稠均匀液体,密度:1. 085- 1. 1234mg /㎡,粘度Y38:≥154MPa·s,反向熔点:80-87℃,折射率n :1. 4138- 1. 4450,临界冷却速率:≥260℃/ s(450-260℃)。 CL-1有机淬火剂水溶液具有优异的淬火特性的原因是,在工件的淬火过程中,当温度升高到一定值时,该溶液会从水溶液中析出有机成分并分解。在表面上形成均匀的导电膜,淬火气泡直接作用在膜上,而不是直接作用在工件上,从而减小了形成淬火应力的直接锤击效果,从而减少了工件和淬火后的变形和裂纹,当水溶液冷却到一定温度时,有机膜又溶解在水溶液中,并恢复到原来的均匀水溶液状态,不会影响重复使用效果。

3、温度测量和温度控制仪器以及物料温度测量和温度控制仪器的精度不应低于0. 5级。热处理炉应配备自动记录和自动报警功能,能够自动测量和控制温度,自动断电和断电恢复装置和仪器,以确保准确显示和控制炉内温度和均匀温度。热电偶使用直径为2. 0- 0. 5 mm的镍-铬-镍-硅和镍-铬-镍-铝耦合线。为了提高温度计的灵敏度并减小温度波动范围,最好使用上述Ф0. 5- 1. 0 mm的材料。在使用之前和使用期间(每3个月一次)yabo2020 ,请进行一次测试和校准。

老王
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