[发明专利]一种提高4032铝合金力学性能的固溶处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种032铝合金的处理工艺，特别涉及一种提高4032铝合金力学性能的固溶处理工艺。

背景技术

4032铝合金作为434复合铝带箔的包覆层，广泛应用于汽车、空调机、制氧机等散热器的制造。由于4032合金中硅含量较高，硅相呈粗大的片状或针状对基体产生严重的割裂作用，降低了合金的力学性能，尤其是塑性，影响了随后的轧制过程，降低了成品率。提高铝合金综合力学性能的一个重要的手段就是细化合金组织。通过变质处理能够对铝硅合金的组织进行细化，采用不同的变质剂能分别对铝或硅进行细化，起到改善组织和性能的作用。通过合适的热处理能够进一步改善合金的组织和性能。研究发现，变质后的铝硅合金在热处理过程中，硅会发生粒状化过程。硅的粒化过程和效果主要受固溶处理工艺(固溶温度与保温时间)以及由变质状态决定的硅原始铸态组织的影响，将变质处理与适当的热处理工艺参数相配合，有利于提高铝硅铸造合金热处理的质量和生产效率。为达到细化铝合金组织，并改善其力学性能的目的，作者前期对4032铝合金进行了RE-Ba-Sb复合变质处理，RE-Ba-Sb变质明显细化了4032铝合金铸态组织，但硅仍然呈纤维状。为了得到颗粒状的硅，进一步提高其强韧性，需要对RE-Ba-Sb变质后的4032铝合金进行固溶+时效热处理。固溶温度和固溶时间是该热处理工艺中的重要参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种提高4032铝合金力学性能的固溶处理工艺，以获得性能更加优异的4032铝合金。

本发明的技术方案是：一种提高4032铝合金力学性能的固溶处理工艺，采用4032铝合金为原料加热熔化，将熔体的温度升至变质温度760℃，加入变质剂，搅拌充分，保温60min，然后把温度降到720℃，不扒渣直接进行浇铸，使熔体均匀的流入预热至400℃的金属型中，然后在480-540℃的固溶温度下，选取保温1-9h进行固溶处理，快速淬入冷水中后在200℃时效6h。

变质剂的加入量质量分数为:0.01%RE，0.2%Ba，0.05%Sb。

本发明的有益效果：1)随着固溶温度升高时，合金元素在合金中溶解的浓度升高，合金的力学性能逐渐增大，但固溶温度过高时，合金力学性能呈下降趋势；

2)固溶处理过程中，随着固溶时间延长，组织逐渐粒化，合金的性能提高，达到最大值，固溶时间过长，硅的过度生长对合金起到了割裂作用，塑性降低；

3)合金的最佳固溶制度为，固溶温度490℃，固溶时间6h。变质的合金经490℃×6h固溶处理后，200℃×6h时效后抗拉强度和伸长率分别达到260MPa和7.1%。

附图说明

图1为不同固溶温度下合金的拉伸性能；

图2为固溶不同时间后合金的拉伸性能。

具体实施方式

试验采用4032铝合金为原料，称取一定量的4032铝合金放入电阻坩埚炉中加热熔化，对熔体进行旋转喷吹精炼处理，然后向溶液中加入一定量的RE-Ba-Sb变质剂，对熔液进行搅拌。然后保温一段时间后，浇入预热400℃的金属型中。其中旋转喷吹设备XD-J-100BP型除气精炼机。具体工艺为:吹入压力为0.5MPa的高纯氩气(99.999%)，气体流量为0.4m3/h，转子转速为400r/min，精炼时间为15min。

变质具体工艺为将熔体的温度升至变质温度760℃，加入变质剂，搅拌充分，保温60min，然后把温度降到720℃，不扒渣直接进行浇铸，使熔体均匀的流入预热至400℃的金属型中。其中变质剂的加入量(质量分数)为:0．01%RE，0．2%Ba，0．05%Sb。热处理在箱式电阻炉中进行，升温速度:0～500℃温度区间内，4℃/s;500℃以上，3℃/s。试样分别在480、490、500、520和540℃的固溶温度下，选取保温1、2、3、6和9h进行固溶处理，然后快速淬入冷水中。将固溶处理后的试样在200℃时效6h。

试验结果及讨论分析

2.1固溶温度对4032铝合金组织和性能的影响

分别选取固溶温度为480、490、500、520、540℃，固定固溶时间为6h，出炉后快速水淬，然后进行200℃×6h的时效工艺。对固溶处理后的铝合金进行力学性能测试，得出固溶温度与合金性能的关系曲线如图1所示。

固溶时间对4032铝合金组织和性能的影响