CN101148744A - 大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，其特征在于，由以下步骤组成：对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理前准备，将大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热放入低于350℃的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热处理温度为530℃－540℃，保温4－9小时；固溶后用60～100℃清水冷却；对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热的时效处理，本发明的优点是可以热处理直径1m至1.5m的大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮，提高大直叶轮生产合格率。

Description

大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，用于直径1m至1.5m大、中功率调速型液力偶合器的铝合金叶轮制造，属于热处理工艺技术领域。
背景技术
大直径1m以上调速型液力偶合器叶轮主要由轮壳、叶片和流道组成，是调速型液力偶合器传递功率的主要零件，叶轮性能与调速型液力偶合器产品综合性能泵轮力矩系数大小有直接关系，对产品的节能效果影响甚大。大直径叶轮传递的功率都要大于1500kW以上，所以叶轮的强度和可靠性要求高。以前一般制造方法是采用钢制轮壳和钢叶片组合焊接而成，由于加工工艺原因，钢制叶轮流道浅，相对容积小，影响功率传递效率，而且钢制叶轮工艺复杂，制造周期长，制造成本大。为了提高叶轮传递功率的效率和降低制造成本，采用高强度铝合金铸造大直径叶轮可以解决上述问题。但是铝合金材料的机械强度小于钢的机械强度，因此需要通过对铸造铝合金叶轮进行热处理来提高其机械强度，使之符合叶轮的机械强度要求和可靠性要求。由于结构上叶轮的轮壳和叶片厚薄相差较大，加热温度和固溶淬火转移时间不易掌握，容易形成过热过烧和固溶体早期分解，降低铸件机械强度，而且叶轮形状相对复杂，铸造应力不容易消除，在后道精加工工序容易造成废品，使企业造成比较大的经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种液力偶合器用大直径整体铸造铝合金叶轮的热处理工艺，提高高强度铝合金铸造的大直径叶轮的机械性能和生产制造合格率。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，其特征在于，由以下步骤组成：
第一步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理前准备
a.铸件在热处理前必须清洁，无油污及无腐蚀性物质，不允许有扭曲、裂纹、砂眼、夹砂等宏观缺陷；
b.加热采用自动控制温度的带风扇循环的固熔加热炉，炉温控制在350℃以内，固熔加热炉应有挡风圈，保证风路通畅，使受热条件基本均匀；
第二步.固溶处理
a.将大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热放入低于350℃的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热处理温度为530℃-540℃，保温4-9小时；
b.固溶后用60～100℃清水淬火；
第三步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮的时效处理
对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶淬火后，在室温下静置96小时-100小时进行自然时效处理；
第四步.外观检查：铸件不准有裂纹、气泡、腐蚀及明显的变形等缺陷，对同炉带入的硬度试块和拉伸试棒进行机械性能试验；
第五步.铝合金铸件重新热处理
大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮因硬度、抗拉强度、伸长率不合格，或变形超差可重复热处理，重复热处理后重新送检，重复热处理一般不超过两次，第三次热处理后，仍不合格，铸件报废。
上面所述的步骤3，也可以对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶淬火后6小时内，在带风扇的低温时效电炉中进行人工时效处理，加热温度为155℃-165℃，加温时间为6小时-10小时后取出空冷。
本发明的关键点主要是：掌握好叶轮热处理加热速度、保温时间、铸件固溶淬火转移时间以及冷却介质的控制，防止过饱和固溶体发生早期分解，影响合金强化效果，减少叶轮铸件内应力和变形，保证质量。采用本方法可以热处理直径1m至1.5m的大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮，可达到大直径叶轮设计要求的机械强度和性能，质量稳定，大幅降减低生产制造成本。
本发明的优点是可以热处理直径1m至1.5m的大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮，提高大直径叶轮生产合格率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，合金代号为ZL104，由以下步骤组成：
第一步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理前准备
a.铸件在热处理前进行清洁，无油污及无腐蚀性物质，不允许有扭曲、裂纹、砂眼、夹砂等宏观缺陷；
b.加热采用自动控制温度的带风扇循环的固熔加热炉，炉温控制在350℃以内，固熔加热炉内应有挡风圈，保证风路通畅，使受热条件基本均匀；
第二步.固溶处理
a.将大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮放入低于350℃的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热处理温度为535℃左右，保温4小时；
b.然后用60～100℃清水淬火；
第三步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮时效处理
对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶淬火后，在室温静置96小时进行自然时效处理；
第四步.外观检查：铸件不得有裂纹、气泡、腐蚀及明显的变形等缺陷，对同炉带入的硬度试块和拉伸试棒进行机械性能试验；
第五步.铝合金铸件重新热处理
若大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮因硬度、抗拉强度、伸长率不合格，或变形超差可重复热处理，重复热处理后重新送检，重复热处理一般不超过两次，第三次热处理后，仍不合格，铸件报废。
实施例2
一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，合金代号为ZL201，
第二步.固溶处理
a.将大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热放入低于350℃的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热处理温度为530℃，保温7小时，再随炉升至540℃，保温9小时。
第三步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理时效处理
对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶冷却后6小时内，在带风扇的低温时效电炉中进行人工时效处理，加热温度为160℃，保温时间为7小时取出空冷，其它与实施例1相同。
本发明与常规热处理的技术性能对比表：
项目   常规热处理 实施例1 实施例2
  ZL104   ZL201
    硬度(HBS)   70   90     95     100
    抗拉强度σb   225   335     260     360
    伸长率δ5   2   4     4     9

Claims (2)

1.一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，其特征在于，由以下步骤组成：
第一步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理前准备
a.铸件在热处理前必须清洁，无油污及无腐蚀性物质，不允许有扭曲、裂纹、砂眼、夹砂等宏观缺陷；
b.加热采用自动控制温度的带风扇循环的固熔加热炉，炉温控制在350℃以内，固熔加热炉应有挡风圈，保证风路通畅，使受热条件基本均匀；
第二步.固溶处理
a.将大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮放入低于350℃的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热处理温度为530℃-540℃，保温4-9小时；
b.然后用60～100℃清水冷却；
第三步.大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热的时效处理
对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶淬火后，在室温静置96小时-110小时进行自然时效处理；
第四步.外观检查：铸件不准有裂纹、气泡、腐蚀及明显的变形等缺陷，对同炉带入的硬度试块和拉伸试棒进行机械性能试验；
第五步.铝合金铸件重新热处理
若大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮因硬度、抗拉强度、伸长率不合格，或变形超差可重复热处理，重复热处理后重新送检，重复热处理一般不超过两次，第三次热处理后，仍不合格，铸件报废。
2.根据权利要求1所述的大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺，其特征在于，上面所述的步骤3，对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理固溶淬火后6小时内，在带风扇的低温时效电炉中进行人工时效处理，加热温度为155℃-165℃，加温时间为7小时-8小时后取出空冷。
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