[发明专利]一种提高铝合金铸件性能的热处理方法

说明书

本发明涉及一种提高铝合金铸件性能的热处理方法，在传统热处理方法上，采用分级加热、改进淬火剂介质以及进行更合理的时效温度和时长，解决了原方式存在的不足，提高了ZL105合金铸件的性能，使铸件抗拉强度提高15％，延伸率提高25％，并且对于其他铸造铝合金热处理具有一定的借鉴意义。

技术领域

本发明涉及一种热处理方法，尤其是一种提高铝合金铸件性能的热处理方法。

背景技术

目前，ZL105铝合金零件均是根据HB5446的规定进行热处理，热处理状态为T5，使用Ⅱ类热处理炉，炉温控制精度在±5℃内，先后经过固溶-淬火-时效三个阶段，热处理参数如下：

固溶：固溶温度525℃，固溶时间3-5h；

淬火：60-80℃，淬火介质：水；

时效：时效温度175℃，时效时间3-8h，空冷。

而该热处理方法存在以下不足：

(1)ZL105合金共晶体的熔点温度为539℃，而以上固溶温度为525℃，固溶温度相对于ZL105合金共晶体熔点温度较低，固溶效果不好；

(2)ZL105合金固溶时间较短，影响强化元素的溶解速度，不利于合金性能的提升；

(3)淬火介质对于固溶后淬火效果有很大的影响，使用水作为淬火介质，具有操作简单，对设备要求低，成本低的优点，但冷却发明的目的速度受到水导热系数的限制，铸件冷却速度较低和冷却不均匀问题，容易产生热应力；

(4)热处理T5状态为采用不完全人工时效，传统参数采用的时效温度和时效时间采用较高的时效温度和较短的时效时间进行处理，不利于强度和塑性的提高。

通过上述方法进行热处理后的铝合金铸件，其抗拉强度为230MPa，延伸率为1％，不能满足某些领域的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高铝合金铸件的热处理方法，针对HB5446中ZL105热处理参数存在的不足，通过优化热处理参数和流程，最终提高ZL105强度和塑性指标，即使热处理后的铝合金铸件，其抗拉强度达到265MPa，延伸率达到1.3％。

本发明的具体技术方案是，所述的提高铝合金铸件性能的热处理方法包括以下步骤：

1)将铸件室温装入热处理炉，热处理炉升温至518-522℃，保温时间4-5h，然后升温至528-532℃，保温时间8-9h；

2)出炉淬火，淬火介质温度：60-80℃，淬火介质：水+(18-20)％淬火剂。

3)室温停留2-3h；

4)将铸件室温装炉进行时效，时效温度168-172℃，时效时间9-10h，出炉空冷。

本发明较传统热处理参数相对具有如下优势：

(1)为了获得最好的固溶强化效果，而又不使合金过烧，采用分级加热的方法，即将固溶保温分为两个阶段，在低熔点第一阶段共晶温度下保温，使组元扩散溶解后，再升温至第二阶段固溶温度下保温，提高固溶强化效果；

(2)使用水和(18-20)％淬火剂作为淬火介质，与水相比，具有更高的热容量、更大的导热性、蒸发潜热和粘滞性，降低铸件在淬火过程中产生的热应力，避免铸件在淬火后产生裂纹；

(3)采用较低的时效温度和较长的时效时间，有利于过饱和固溶体均匀化，有利于提高合金塑性指标。

本发明提高了ZL105合金性能，经过性能试验，ZL105铸件抗拉强度提高15％，延伸率提高25％，并且对于其他铸造铝合金热处理具有一定的借鉴意义。

具体实施方式