铝铸件的热处理工艺是提升铸件性能的重要步骤,退火处理的主要目的是消除铝铸件在铸造、加工等过程中产生的内应力,减少变形,增大铸件的塑性,同时在程度上提高铸件的韧性,铝铸件的退火处理是一个复杂而重要的工艺过程,需要严格控制各项参数和条件以确保退火效果和质量。
铝铸件的热处理工艺主要包括以下几个方面:
一、退火处理
定义:将铝铸件加热到较高的温度(一般为300℃左右),保温时间后,随炉冷却到室温的工艺称为退火。
目的:退火处理的主要目的是消除铸件的内应力,稳定铸件尺寸,减少变形,并增大铸件的塑性。
操作要点:退火通常在专用的铝合金退火炉内进行,室温装炉升至预定温度,根据铸件厚度和装炉量的大小以及摆放的形式,合理确定保温时间,一般为2~3小时。随后断电打开炉门将铸件散落在冷却台上空冷,严禁堆集。
二、固溶处理
定义:把铸件加热到尽可能高的温度(接近于共晶体的熔点),在该温度下保持足够长的时间,随后快速冷却,使强化组元在铝中大限度地溶解,这种高温状态被固定保存到室温的过程称为固溶处理,俗称淬火。
目的:固溶处理旨在提高铸件的强度和塑性,同时合金的耐腐性能。
操作要点:固溶处理的加热温度是关键,需确保达到强化组元在铝中的大溶解度,且保温时间需足够长以确保均匀溶解。快速冷却则有助于形成均匀细小的晶粒结构。
三、时效处理
定义:将固溶处理后的铸件加热到某一温度,保温时间后出炉,在空气中缓慢冷却到室温的工艺称为时效。如果时效强化是在室温下进行的称为自然时效,如果时效强化是在高于室温并保温一段时间后进行称为人工时效。
目的:时效处理的主要目的是使过饱和固溶体分解,从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状态,提高铸件的强度和耐热性。
操作要点:时效处理的温度和时间需根据具体合金和性能要求来确定。不人工时效可使铸件获得优良的综合力学性能,而人工时效则可使铸件获得大的强度。
四、冷热循环处理(或稳定化回火)
定义:多次将铸件冷却到零下温度,保温时间再加热到铸件的工作温度的过程称为冷热循环处理,有时也被称为稳定化回火。
目的:冷热循环处理旨在通过多次加热和冷却引起固溶体点阵收缩和膨胀,使各相的晶格发生少许位移,从而使相质点处于更加稳定的状态,提高铸件尺寸的稳定性,特别适用于精密零件的制造。
总结
铝铸件的热处理工艺是确保铸件性能的关键环节。通过合理的退火、固溶处理、时效处理和冷热循环处理(或稳定化回火),可以显著提升铸件的力学性能、耐腐性能和尺寸稳定性,满足不同应用场景的需求。