[发明专利]一种稀土铝合金固溶时效的方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域。

背景技术

铝合金作为金属材料中典型的轻质材料，和钢铁材料相比，具有高强度、低密度、高断裂韧度、热膨胀系数小，以及高抗应力腐蚀能力等优良特性，在机械、化工、汽车、建筑、航空、航天领域得以广泛应用。对铝合金铸锭来说，细化晶粒可使其内部组织均匀，减少偏析，提高塑性，防止裂纹和缩孔等缺陷。

在铝及铝合金中添加适量的稀土元素，能改善其性能，发展新材料。通常稀土元素具有很强的表面化学活性，具有合金化、净化、变质等作用。

通过固溶时效处理，有的可以减少铸件的内应力，提高工件的尺寸稳定性；有的可以提高铝合金的强度，使铸件满足更高使用强度的要求。当合金中元素的固溶度随着温度的变化而变化时，可以通过固溶处理来提高合金的强度。

通过固溶处理后，有利于消除合金组织中的偏析问题，使非平衡相溶解于基体中，从而消除铸件内存在的区域偏析、晶内偏析，使得合金的成分均匀化，进而提高合金的性能。在固溶处理中最主要的是要控制好热处理的温度，但温度过高时，热量过多，合金组织长大、粗化的现象严重，但温度过低时，需要保温的时间加长，延长了周期，浪费了能源，而且对合金组织均匀化的效果也不是很好。

通过时效处理，合金强化相沉淀析出，合金性能发生变化，强度、硬度增高。时效是淬火之后在较低温度下进行二次热处理工艺，强化合金材料的重要途径之一，在铝合金材料和制品的生产中应用最为广泛。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土铝合金固溶时效的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

将普通铸造法得到的Al-Si-Cu-Mg-La稀土铝合金进行固溶时效处理，固溶温度500~540℃，固溶时间5~7h，在60~100℃水中淬火，时效温度160~180℃，时效时间8~10h。

本发明的技术效果是：热处理后稀土铝合金含量稳定，晶粒细小，球化效果好，第二相形态改变，合金性能提高，而且工艺简单、安全可靠，操作方便，无三废污染。

附图说明

图1为本发明中固溶温度500℃，固溶5h，60℃水淬，时效温度160℃，时效8h条件下合金的金相组织。

图2为本发明中固溶温度520℃，固溶6.5h，80℃水淬，时效温度170℃，时效9h条件下合金的金相组织。

具体实施方式

本发明将通过以下实施实例作进一步说明，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例1：将所述的稀土铝合金进行固溶时效处理：将棒料装入炉中，通电加热至500℃，保温5h；打开炉门取出棒料，在60℃水中淬火；在室温下停留2h；时效处理，将棒料放在炉中，通电加热至160℃，保温8h；打开炉门取出棒料，在室温下空冷。

实施例2：将所述的稀土铝合金进行固溶时效处理：将棒料装入炉中，通电加热至520℃，保温6.5h；打开炉门取出棒料，在80℃水中淬火；在室温下停留2h；时效处理，将棒料放在炉中，通电加热至170℃，保温9h；打开炉门取出棒料，在室温下空冷。

实施例3：将所述的稀土铝合金进行固溶时效处理：将棒料装入炉中，通电加热至540℃，保温7h；打开炉门取出棒料，在100℃水中淬火；在室温下停留2h；时效处理，将棒料放在炉中，通电加热至180℃，保温10h；打开炉门取出棒料，在室温下空冷。

对在实施例2条件下获得的合金，金相图中晶粒形貌发生明显改变，得到一定程度细化、球化，合金中多边形状的初晶硅和针片状的共晶硅形貌改变且分布均匀，少数呈短棒状。析出的Al₂Cu和Mg₂Si等时效强化相尺寸非常细小，合金的微观组织改善得到有效改善，综合性能提高。

综上所述，本发明得到的Al-Si-Cu-Mg-La热处理合金含量稳定，晶粒细小，球化效果好，第二相形态改变，合金性能提高，而且工艺简单、安全可靠，操作方便，无三废污染。