CN103509978A

CN103509978A - 一种精密铸造用铝合金的热处理方法

Info

Publication number: CN103509978A
Application number: CN201310433357.4A
Authority: CN
Inventors: 王强
Original assignee: SUZHOU HUAYU PRECISION CASTING CO Ltd
Current assignee: SUZHOU HUAYU PRECISION CASTING CO Ltd
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-09-22
Also published as: CN103509978B

Abstract

本发明公开了一种精密铸造用铝合金的热处理方法，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至255-285℃进行保温处理，保温时间为12-28h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至370-410℃进行保温处理，保温时间为24-36h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480-530℃进行保温处理，保温时间为10-12h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555-575℃进行保温处理。本发明的方法，能够在满足铸件各项物理性能要求的前提下，使铸件表面熔融的现象大为减少，同时也减少了铸件因热处理工艺不稳定而造成的补充焊接损失。

Description

一种精密铸造用铝合金的热处理方法

技术领域

本发明涉及一种精密铸造铝合金，尤其是涉及一种精密铸造用铝合金的热处理方法。

背景技术

铸造铝合金作为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航天、航空、汽车、机械等各行业，且随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求量越来越大。同时随着高性能航空航天飞行器的发展，其内部构件也向着大尺寸、精度要求高、结构复杂、冶金力学性能要求高的方向发展。

随着航空、航天、汽车工业等代表的高技术领域的快速发展，对各类铝合金构件的集成化、轻量化、可靠性提出了更高的要求。同时，在满足冶金性能要求的前提下，对复杂铸件的尺寸精度和表面质量也提出了更高的要求。国内外主要采用精密成型的铸造方法来实现铸件的成型及其他要求。

一般地，大型铝合金铸件易产生严重的铸造缺陷，且由于该种铸件结构较为复杂，曲面较多，加工量小，要求一次成型率高，同时具备较高力学性能和冶金性能，这就造成了很大的技术难度。采用其他铸造方法或者难以避免这些缺陷，达不到零件的技术要求，或者铸件成品率低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种精密铸造用铝合金热处理方法，该方法能够在满足铸件各项物理性能要求的前提下，使铸件表面熔融的现象大为减少，同时也减少了铸件因热处理工艺不稳定而造成的补充焊接损失。

本发明的技术方案完整一体，每个参数均是经过严格控制，使得产品质量得到保证。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种精密铸造用铝合金热的处理方法，所述铝合金的组成为：Si：1.16-1.78%、Fe：2.56-3.33%、Cu：2.4-2.8%、Mn：5.22-5.30%、Mg：1.9-2.0%、Zn：4.0-4.1%、Ti：0.4-0.8%、Cr：2.23-2.5%、Y：1.2-1.4%、Zr：1.32-1.44%、Sb：0.40-0.45%，余量为Al，将上述组分的铝合金熔炼后进行精密铸造，接着对其进行热处理，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至255-285℃进行保温处理，保温时间为12-28h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至370-410℃进行保温处理，保温时间为24-36h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480-530℃进行保温处理，保温时间为10-12h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555-575℃进行保温处理，保温时间为1-2h；最后将铸锭冷却至室温。

更进一步地，还包括以下步骤：根据铸件的结构制作模具，铸件收缩率为0.5%～1.0%，拔模斜度为1′～3′；采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口；并对蜡模修型；按照组合图进行蜡模组型；最后对组合后的蜡模除油；对以上组好型的蜡模进行多层挂砂；然后进行脱蜡，脱蜡参数为：外胆蒸汽压力0.1～0.5Mpa；脱蜡时间5-10min；使用温度130-150℃，脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时；模壳在箱式电阻炉中焙烧，炉温低于260-280℃时模壳入炉，随后升温至500-700℃，保温2-3小时，完成后关闭电源，模壳随炉冷却至450℃以下取出，待冷却至室温后检验模壳；：经水洗的模壳须进行烘壳工序，烘壳制度：350℃，保温≥3小时，随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注；采用水玻璃干砂造型；熔炼铝合金熔液，所述铝合金熔液的组成为：Si：1.16-1.78%、Fe：2.56-3.33%、Cu：2.4-2.8%、Mn：5.22-5.30%、Mg：1.9-2.0%、Zn：4.0-4.1%、Ti：0.4-0.8%、Cr：2.23-2.5%、Y：1.2-1.4%、Zr：1.32-1.44%、Sb：0.40-0.45%，余量为Al；采用调压浇注，浇注温度：750-790℃，同步建压：300-400KPa，升液压力：5-10Kpa，升液速度;200-300mm/s，充型压力差：60-100KPa，充型速度：200-300mm/s，结晶压力：2-3Kpa，结晶时间：100-250s；铸件清理：采用水力清壳或干吹砂清壳，采用锯床切割浇注系统，采用吹砂机进行吹砂；接着对其进行热处理，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至255-285℃进行保温处理，保温时间为12-28h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至370-410℃进行保温处理，保温时间为24-36h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480-530℃进行保温处理，保温时间为10-12h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555-575℃进行保温处理，保温时间为1-2h；最后将铸锭冷却至室温。

更进一步地，所述铝合金熔液的组成为：Si：1.47%、Fe：2.66%、Cu：2.48%、Mn：5.26%、Mg：1.94%、Zn：4.05%、Ti：0.65%、Cr：2.45%、Y：1.33%、Zr：1.42%、Sb：0.42%，余量为Al。

本发明的效果在于：本发明的热处理方法能够在满足铸件各项物理性能要求的前提下，使铸件表面熔融的现象大为减少，同时也减少了铸件因热处理工艺不稳定而造成的补充焊接损失。同时，精密铸造用铝合金材料，不仅流动性好，适合大型铸件的精密铸造，而且铸态的铸件具有很高的抗拉强度和很好的延展性，可以满足大型结构件的性能要求。同时通过特定的参数优化，工艺配合，铝合金铸件的精密铸造方法提供了可靠的技术方案，制造出符合要求的铸件，同时，极大的提高了产品质量及成品率，降低生产成本，创造了极大的经济效益。后续的稍有复杂的热处理工艺，使得铸件的质量和性能得到更有力的保证。

具体实施方式

实施例1

采用本发明的方法制备铝合金叶片，首先，根据铸件的结构制作模具，铸件收缩率为0.8%，拔模斜度为2′；采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口；并对蜡模修型；按照组合图进行蜡模组型；最后对组合后的蜡模除油；对以上组好型的蜡模进行多层挂砂；然后进行脱蜡，脱蜡参数为：外胆蒸汽压力0.4Mpa；脱蜡时间7min；使用温度140℃，脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时；模壳在箱式电阻炉中焙烧，炉温低于260-280℃时模壳入炉，随后升温至525℃，保温2.5小时，完成后关闭电源，模壳随炉冷却至450℃以下取出，待冷却至室温后检验模壳；：经水洗的模壳须进行烘壳工序，烘壳制度：350℃，保温≥3小时，随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注；采用水玻璃干砂造型；熔炼铝合金熔液，所述铝合金熔液的组成为：Si：1.21%、Fe：2.62%、Cu：2.52%、Mn：5.25%、Mg：1.92%、Zn：4.05%、Ti：0.47%、Cr：2.31%、Y：1.3%、Zr：1.38%、Sb：0.43%，余量为Al；采用调压浇注，浇注温度：780℃，同步建压：350KPa，升液压力：6Kpa，升液速度;240mm/s，充型压力差：70KPa，充型速度：230mm/s，结晶压力：2.5Kpa，结晶时间：125s；铸件清理：采用水力清壳或干吹砂清壳，采用锯床切割浇注系统，采用吹砂机进行吹砂；接着对其进行热处理，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至260℃进行保温处理，保温时间为14h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至380℃进行保温处理，保温时间为30h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至485℃进行保温处理，保温时间为11h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至560℃进行保温处理，保温时间为1.5h；最后将铸锭冷却至室温。

Claims

1.一种精密铸造用铝合金的热处理方法，其特征在于：所述铝合金的组成为：Si：1.16-1.78%、Fe：2.56-3.33%、Cu：2.4-2.8%、Mn：5.22-5.30%、Mg：1.9-2.0%、Zn：4.0-4.1%、Ti：0.4-0.8%、Cr：2.23-2.5%、Y：1.2-1.4%、Zr：1.32-1.44%、Sb：0.40-0.45%，余量为Al，将上述组分的铝合金熔炼后进行精密铸造，接着对其进行热处理，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至255-285℃进行保温处理，保温时间为12-28h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至370-410℃进行保温处理，保温时间为24-36h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480-530℃进行保温处理，保温时间为10-12h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555-575℃进行保温处理，保温时间为1-2h；最后将铸锭冷却至室温。

2.一种如权利要求1所述的精密铸造用铝合金的热处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据铸件的结构制作模具，铸件收缩率为0.5%～1.0%，拔模斜度为1′～3′；采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口；并对蜡模修型；按照组合图进行蜡模组型；最后对组合后的蜡模除油；对以上组好型的蜡模进行多层挂砂；然后进行脱蜡，脱蜡参数为：外胆蒸汽压力0.1～0.5Mpa；脱蜡时间5-10min；使用温度130-150℃，脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时；模壳在箱式电阻炉中焙烧，炉温低于260-280℃时模壳入炉，随后升温至500-700℃，保温2-3小时，完成后关闭电源，模壳随炉冷却至450℃以下取出，待冷却至室温后检验模壳；经水洗的模壳须进行烘壳工序，烘壳制度：350℃，保温≥3小时，随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注；采用水玻璃干砂造型；熔炼铝合金熔液，所述铝合金熔液的组成为：Si：1.16-1.78%、Fe：2.56-3.33%、Cu：2.4-2.8%、Mn：5.22-5.30%、Mg：1.9-2.0%、Zn：4.0-4.1%、Ti：0.4-0.8%、Cr：2.23-2.5%、Y：1.2-1.4%、Zr：1.32-1.44%、Sb：0.40-0.45%，余量为Al；采用调压浇注，浇注温度：750-790℃，同步建压：300-400KPa，升液压力：5-10Kpa，升液速度;200-300mm/s，充型压力差：60-100KPa，充型速度：200-300mm/s，结晶压力：2-3Kpa，结晶时间：100-250s；铸件清理：采用水力清壳或干吹砂清壳，采用锯床切割浇注系统，采用吹砂机进行吹砂；接着对其进行热处理，所述热处理为分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至255-285℃进行保温处理，保温时间为12-28h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至370-410℃进行保温处理，保温时间为24-36h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480-530℃进行保温处理，保温时间为10-12h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555-575℃进行保温处理，保温时间为1-2h；最后将铸锭冷却至室温。

3.如权利要求2所述的精密铸造用铝合金的热处理方法，其特征在于：所述铝合金熔液的组成为：Si：1.47%、Fe：2.66%、Cu：2.48%、Mn：5.26%、Mg：1.94%、Zn：4.05%、Ti：0.65%、Cr：2.45%、Y：1.33%、Zr：1.42%、Sb：0.42%，余量为Al。