[发明专利]Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的时效处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属合金技术领域，具体涉及Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的时效处理 工艺。

背景技术

文献查阅结果表明，目前微合金化是铝合金强化的一个重要手段，金属元素Cu对 铝合金的力学性能的提高具有显著的作用，但是在铸态下Al-Si-Mg合金中的Mg₂Si相会因 Cu元素的添加而逐步变为Q(Al₅Cu₂Mg₈Si₆)四元相，并且Cu含量达到一定值时，组织中将出 现θ(Al₂Cu)相。随着Cu的加入，形成粗大的第二相，使铸件的力学性能变坏。但是由于Cu元 素在高温和室温之间的固溶度差较大，因此可以通过淬火得到过饱和固溶体，经时效处理 出现弥散的第二相，提高铸件的力学性能，满足使用要求。关于Al-Si合金的热处理制度的 报道很多，但含0.8％Cu的Al-9Si-0.35Mg铝硅镁铜合金在时效处理后力学性能的变化等方 面的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金固溶处理后时效热处理工 艺，即合金获得最高强度的时效温度及时效时间。

本发明所提供的Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的时效处理工艺，包括以下步骤：

1)制备Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu铸件：将工业纯Al、工业纯Mg、Al-20Si和Al-50Cu中 间合金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为750～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用 金属型铸造法制备合金成分为Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的铸件(如汽车发动机支架铸件)；

2)将步骤1)中制得铸件进行540℃/6h+水淬固溶处理后，在温度145℃～190℃时 效处理8h或在160℃时效处理0～24h。

其中，固溶处理水淬后的合金在160℃进行时间为7h的时效热处理可达到最高强 度。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu经540℃/6h+水淬固溶处理后经不同时效处 理的合金的性能的变化趋势：随着时效温度的升高或时效时间的延长，合金的显微硬度总 体呈现先升高后降低，并且在160℃进行时间为7h的时效热处理可达到硬度峰值，由此可见 该制度可作为今后添加Cu的Al-Si-Mg合金时效热处理设计的有效依据。

附图说明

图1、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金在不同温度下时效8h的硬化曲线；

图2、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金在160℃时效处理不同时间的硬化曲线；

图3、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金铸件室温力学性能曲线；

图4、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金铸件在160℃时效处理7h的室温力学性能曲线。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明并不限于以下实 施例。

实施例1

金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 145℃时效处理8h。

实施例2

金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 160℃时效处理8h。

实施例3

金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 175℃时效处理8h。

实施例4

金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 190℃时效处理8h。

取实施例1、2、3和4中时效热处理过的合金在HXD-1000TM/LCD数显硬度计上测试 试样的力学性能，如表1所示，时效硬度变化曲线如图1所示。从图1中可以看出，随着时效温 度的升高，合金的硬度值是先增加后降低。显微硬度值显示时效温度160℃下，达到了硬度 峰值127HV。

表1不同温度下时效8h后Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的力学性能