[发明专利]铝车轮热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造AlSi7Mg合金热处理方法，特别是铝车轮的热处理工艺，该方法可以在满足热处理T6温度的同时，组织得到均匀的转变，从而使铝合金轮毂具有高强度的同时，具有较高的塑形和较小的变形。

背景技术

低压铸造铝合金轮毂广泛采用AlSi7Mg合金。为了满足汽车轮毂对合金材料的 各种力学性能要求，其中重要的一道工序是实施T6热处理。由于淬火一般采用水淬，零件变形严重，且因为淬火时晶格畸变程度高，之后再进行时效后强度高，延伸率低。研究开发既有较高的综合性能也有较理想变形度的热处理工艺具有重要意义。

T6热处理过程包含有机联系的固溶淬火时效三个过程，最终目的是获得细小、球化的共晶Si相和均匀析出的Mg2Si强化相。因此固溶处理过程需要得到Mg、Si元素分布均匀的过饱和铝合金固溶体，并实现残余Si共晶相的球化。淬火形成过饱和的固溶体，将强化相固定在固溶体中。时效处理过程将促进强化相的均匀析出。

现有技术中盐浴等温淬火一般应用于黑色金属中温转变，以获得较好的贝氏体组织或是得到尺寸稳定性强的工件。盐浴等温淬火工艺应用于铝合金方面的实例还不多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有汽车轮毂用ZL101A合金T6热处理标准工艺及研究开发的相关技术中存在的问题，提供一种变形量低、综合性能高、可替代传统工艺的等温淬火热处理工艺，并确保合金的微观组织、室温拉伸力学性能达到中国国家标准规定的T6处理工艺水平。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铝车轮热处理工艺，包括如下步骤：铸态毛坯入固溶处理炉升温、固溶温度下固溶处理、出固溶处理炉高温盐浴淬火处理、出盐浴炉后空气介质中冷却，去除盐膜。固溶处理温度为530-550℃，固溶处理保温时间为240-300分钟；采用硝盐盐浴，淬火与时效在盐浴炉中合二为一，盐浴处理温度为150-170℃，盐浴处理保温时间为150-200分钟。

铸态毛坯入炉并升温到固溶温度的时间控制在30-40分钟；固溶炉和盐浴炉保温阶段温度控制范围在±5℃。

淬火介质为硝盐，成分为50%NaNO₃+50% KNO₂，从固溶处理炉转移到淬火设施的时间控制在30秒以内。

本发明的有益效果是：本发明将短时固溶处理及盐浴等温淬火二者有机组合，在满足铝合金T6热处理要求的同时，能获得综合性能高，零件变形小的产品。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为普通热处理工艺处理的铝车轮轮辐微观金相组织。

图2为本发明处理的铝车轮轮辐微观金相组织。

图3为普通热处理工艺处理的铝车轮外轮缘微观金相组织。

图4为本发明处理的铝车轮外轮缘微观金相组织。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术特点，下面结合实施例对本发明作进一步的说明， 需要说明的是，实施例并不是对本发明保护范围的限制。

准备6只ZL101A铸造铝合金车轮，测量铸态情况下每只车轮的端面变形和轮辋深度。取其中3只轮毂正常T6热处理。热处理采用无料框式热处理炉，其固溶温度540℃，时间280min，淬火介质为水淬，淬火水温80℃，淬火时间180s，淬火转移时间20s，时效温度155℃，时间200min。固溶、淬火、时效温度波动范围均控制在±5℃，工件在固溶炉内升温时间为40min,时效炉内升温时间为30min。时效处理结束后，大气环境中自然冷却。测量每个车轮端面变形及轮辋深度数据，并取两只车轮进行机械性能检测，分别测量轮辐、轮缘（外）拉伸性能和轮心硬度，取一只车轮进行金相检测，分别检测轮辐及外轮缘金相。

 

将剩下的3只车轮按本发明工艺处理。其固溶采用无料框式热处理炉，固溶温度540℃，时间280min，淬火介质为熔盐，成分为50%NaNO₃+50% KNO_2，盐浴温度155℃，盐浴时间200min。固溶和盐浴温度控制范围均为±5℃，淬火转移时间小于20s。盐浴处理结束后，大气环境中自然冷却，去除附在车轮表面的盐膜，测量每个车轮端面变形及轮辋深度数据，并取两只车轮进行机械性能检测，分别测量轮辐、轮缘（外）拉伸性能和轮心硬度，取一只车轮进行金相检测，分别检测轮辐及外轮缘金相。

 热处理后，车轮机械性能结果如表1。