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鑄造鋁合金熱處理的特點和目的? ??????

    鑄造鋁合金的金相組織比變形鋁合金的金相組織粗大，因而在熱處理時也有所不同。前者保溫時間長，一般都在2h以上，而后者保溫時間短，有的只要幾十分鐘。因為金屬型鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造的鑄件是在比較大的冷卻速度和壓力下結(jié)晶凝固的，其結(jié)晶組織比石膏型鑄造、砂型鑄造的鑄件細(xì)很多，故其熱處理的保溫時間也短很多。鑄造鋁合金與變形鋁合金的另一不同點是壁厚不均勻，有異形截面或內(nèi)通道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀，為保證熱處理時不變形或開裂，有時還要設(shè)計專用夾具予以保護(hù)，并且淬火介質(zhì)的溫度也比變形鋁合金高，故一般多采用? 人工時效來縮短熱處理周期和提高鑄件的性能。? ??????

   一、鑄造鋁合金熱處理的目的是，提高力學(xué)性能和耐腐蝕性能，穩(wěn)定尺寸，改善切削加工性和焊接性等工藝性能。因為許多鑄態(tài)鋁合金的力學(xué)性能都不能滿足使用要求，除Al-Si系的ZL102、Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的鑄造鋁合金都要通過熱處理來進(jìn)一步提高鑄件的力學(xué)性能和其他使用性能。其具體作用有以下幾個方面：? ??????

1）消除由于鑄件結(jié)構(gòu)（如壁厚不均勻、轉(zhuǎn)接處厚大）等原因使鑄件在結(jié)晶凝固時因冷卻速度不均勻所造成的內(nèi)應(yīng)力；? ??????

2）提高合金的強(qiáng)度和硬度，改善金相組織，保證合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；? ??????

3）穩(wěn)定鑄件的組織和尺寸，防止和消除高溫相變而使體積發(fā)生變化；???????

4）消除晶間和成分偏析，使組織均勻化。

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二、鑄造鋁合金熱處理方法及操作技術(shù)要點? ????

（1）       熱處理方法??鑄造鋁合金的熱處理，目前有退火、淬火（固溶處理）、時效和循環(huán)處理等工藝，分述如下：? ??

????1）退火。退火的作用是消除鑄件的鑄造應(yīng)力和機(jī)械加工引起的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定加工件的形狀和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si晶體球狀化，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，使固溶體慢慢發(fā)生分解，析出的第二質(zhì)點聚集，從而消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到穩(wěn)定尺寸、提高塑性、減少變形的目的。熱處理狀態(tài)代號為T2?。???????

 2）淬火。淬火也叫固溶處理或急冷處理。其工藝是：將鋁合金鑄件加熱到較高的溫度（一般在接近于共晶體的熔點，大多在500?℃以上），保溫2h以上，使合金內(nèi)的可溶相充分溶解。然后，急速淬人60~100℃的水中，由于鑄件受到急冷，使其在合金中得到最大限度溶解的強(qiáng)化相固定并保存到室溫。? ????

??3）時效。其工藝是：將經(jīng)過淬火的鋁合金鑄件加熱到某個溫度，保溫一定時間出爐空冷到室溫，使過飽和的固溶體分解，讓合金基體組織穩(wěn)定。? ??????合金在時效過程中，大致需經(jīng)過幾個階段：隨著溫度的上升和時間的延長，過飽和固溶體點陣內(nèi)原子的重新組合，生成溶質(zhì)原子富集區(qū)（稱為G-PⅠ區(qū)）；隨著G-PⅠ區(qū)消失，第二相原子按一定規(guī)律偏聚并生成G-P?Ⅱ區(qū)，之后生成亞穩(wěn)定的第二相（過渡相）；大量的G-P?II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、第二相質(zhì)點聚集幾個階段。???????

時效處理又分為自然時效和人工時效兩大類。自然時效是在室溫下進(jìn)行時效強(qiáng)化的處理。人工時效又分為不完全人工時效、完全人工時效、過時效三種。? ?????

①不完全人工時效。將鑄件加熱到150?~?170℃（較低溫度下），保溫3?~?5h，以獲得較好的抗拉強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，但耐蝕性降低。? ?????

②完全人工時效。將鑄件加熱到175~185℃（較高溫度下），保溫   5~24h，以獲得足夠的抗拉強(qiáng)度（即最高的硬度），但伸長率降低。? ?③過時效。也稱穩(wěn)定化回火。其工藝是：將鑄件加熱到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)力腐蝕能力。??????

?4）循環(huán)處理。把鋁合金鑄件冷卻到零下某個溫度（如一50?℃?,?—70℃或一195?℃）并保溫一定時間，再把鑄件加熱到350℃以下，使合金中的固溶體點陣反復(fù)收縮和膨脹，并使各相的晶粒發(fā)生少量位移，以使這些固溶體結(jié)晶點陣內(nèi)的原子偏聚區(qū)和金屬間化合物的質(zhì)點處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，從而達(dá)到產(chǎn)品零件尺寸、體積更加穩(wěn)定。這種反復(fù)加熱、冷卻的熱處理工藝，即循環(huán)處理，僅適于處理在使用中要求尺寸很穩(wěn)定、極精密的零件（如檢測儀器上的某些零件）；一般鑄件均不作這種處理。????

三、熱處理操作技術(shù)要點? ??????

1）應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、合金特性等制定的熱處理工藝進(jìn)行熱處理。? ????

2）熱處理前應(yīng)檢查熱處理設(shè)備、輔助設(shè)備、儀表等是否合格和正常，爐膛各處的溫度差是否在規(guī)定的范圍之內(nèi)（±5?℃）。? ??????

3）裝爐前鑄件應(yīng)吹砂或沖洗，應(yīng)無油污、臟物、泥土，合金牌號不應(yīng)相混。? ???

4）形狀易產(chǎn)生變形的鑄件應(yīng)放在專用的底盤或支架上，不允許有懸空的懸壁部分。??????

5)檢查鑄件性能的單鑄或附鑄試棒應(yīng)隨工件一起同爐熱處理，以真實反映鑄件的性能。???????

6)在保溫期間應(yīng)隨時檢查、校正爐膛各處溫度，防止局部高溫或燒化。? 

7)在斷電后短時間不能恢復(fù)時，應(yīng)將在保溫中的鑄件迅速出爐淬火，等恢              復(fù)正常后，再裝爐、保溫和進(jìn)行熱處理。

全德力熱處理 

2019-3-19