CN104141101B - 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法 - Google Patents

一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104141101B
CN104141101B CN201310169830.2A CN201310169830A CN104141101B CN 104141101 B CN104141101 B CN 104141101B CN 201310169830 A CN201310169830 A CN 201310169830A CN 104141101 B CN104141101 B CN 104141101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat treatment
alloy
homogenization
temperature
pulse current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310169830.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104141101A (zh
Inventor
梁宇
梁益龙
孙中源
余凌锋
石芷伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN201310169830.2A priority Critical patent/CN104141101B/zh
Publication of CN104141101A publication Critical patent/CN104141101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104141101B publication Critical patent/CN104141101B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法，特征是连接合金工件与脉冲电流发生装置，并将合金工件在热处理炉中保温；保温温度为常规均匀化热处理温度或低于常规均匀化热处理温度5～15℃；保温时间达到该合金常规均匀化总时间的30%～70%时开始向合金工件通入脉冲电流；合金工件到达常规均匀化总时间后断电出炉。本发明对铝合金铸态中不同性质的相进行分别考虑，在均匀化热处理过程中铸态中低熔点化合物已经充分固溶后，运用电流流过基体与金属间化合物界面的Peltier热效应以及部分焦耳热，促进高熔点相与铝合金基体之间的尖锐界面的消除。

Description

一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金热加工新技术，特别是一种对铝合金铸件或铸锭进行辅助均匀化热处理的工艺方法，属于金属合金制造工艺领域。
背景技术
铝合金铸造过程中，根据铸锭的非平衡凝固特点，铸锭/铸件中容易形成枝晶偏析甚至宏观偏析，在晶界上形成合金化合物，造成铸锭的组织、成分均不均匀的现象，对铸锭的性能造成极大影响。因此在对后续需要进一步进行压力加工的铸锭或是一些需要受力的铸件来说，一般需要先进行一次均匀化退火，消除各种元素的偏析，使铸锭/铸件组织成分均匀，消除压力加工过程中合金相与基体之间由于性能差异所存在的应力集中。
由于硬质及部分软质铝合金铸锭中不可避免的存在一些Fe、Si等杂质元素，与铝合金中Zn、Mg、Cu等合金元素形成高硬度，高熔点的金属间化合物，这些金属间化合物一般与铝合金基体之间存在尖锐的界面，容易在受力过程中在基体与化合物界面处出现应力集中导致裂纹萌生。而一般的均匀化热处理工艺条件只能消除一些常规的低熔点合金化合物，很难消除这些高硬度，高熔点的金属间化合物的不利影响，若靠提高均匀化热处理温度与延长时间，一方面有能耗的损失，另一方面则容易在铸锭/铸件的一些区域出现过热甚至过烧，严重影响整体性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种对铝合金铸件或铸锭进行辅助均匀化热处理的脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法，通过该工艺方法可以优化铸态组织均匀性，降低难熔化合物对铸锭加工过程的危害，以克服现有技术的不足。本发明还提供较为全面的脉冲电流参数包括电流大小、频率、时间等，以求最大化的提高铝合金均匀化热处理的效果，改善铝合金的组织形貌及合金元素偏析。
本发明是在充分了解金属晶体材料强度与断裂原因的基础上，提出的一种最大程度弱化高硬度，高熔点的金属间化合物对力学性能的不良影响，即先过常规均匀化处理，最大程度的使铸态组织中低熔点化合物回溶，均匀化后，再加入脉冲电流，通过脉冲电流所产生的焦耳热以及Peltier效应，使铸锭/铸件中一些难溶化合物与铝合金基体界面处局部区域温度提升，加速合金化合物尖锐角的回溶与钝化，平滑高熔点或难溶化合物与铝合金基体之间的界面，使铸锭/铸件基体与化合物之间出现应力集中的部位大幅减少，在后期压力加工过程中发生开裂的几率大大降低。
基于这样的思路，本发明的脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法，它需要包括均匀化热处理工艺步骤，其中，还包括了以下工艺步骤：连接合金工件与脉冲电流发生装置，并将合金工件在热处理炉中保温；保温温度为常规均匀化热处理温度或低于常规均匀化热处理温度5～15℃；保温时间达到该合金常规均匀化总时间的30%～70%时开始向合金工件通入脉冲电流；合金工件到达常规均匀化总时间后断电出炉。
工件先进行均匀化热处理过程为常规均匀化，目的是让铸锭/铸件中的低熔点化合物充分溶解，使基体中基本只有高熔点化合物残留，然后再通入脉冲电流，促进高熔点化合物的快速回溶。脉冲电流一方面加速合金元素的回溶，另一方面缓解较难通过均匀化热处理消除的杂质元素Fe、Si与合金元素形成的高熔点或难溶化合物，平滑含高熔点或难溶化合物与铝合金基体之间的界面。该工艺能保证正常均匀化热处理不出现过烧，加快合金元素固溶，缓解高熔点或难溶化合物与铝合金基体之间的尖锐角。
进一步的，前述的脉冲电流的脉冲频率为10～50Hz，电流密度为1000～2000A/cm2。
另外，上面提到的保温温度为常规均匀化热处理温度或低于常规均匀化热处理温度5 ~15℃，是指软质铝合金的保温温度为常规均匀化热处理温度，硬质铝合金的保温温度低于常规均匀化热处理温度5～15℃。
本发明的优点在于：对铝合金铸态中不同性质的相进行分别考虑，在均匀化热处理过程中铸态中低熔点化合物已经充分固溶后，运用电流流过基体与金属间化合物界面的Peltier热效应以及部分焦耳热，促进高熔点相与铝合金基体之间的尖锐界面的消除。而不用为了使高熔点化合物的回溶而刻意进一步提高均匀化温度。一方面降低了均匀化热处理能耗，另一方面使提高温度造成整体铸锭/铸件中出现过烧区域的风险降低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：采用铜板、铜电缆连接工件与脉冲电流发生装置，在热处理炉中保温，根据铝合金性质，软质铝合金可以在常规均匀化热处理温度，硬质铝合金在低于常规均匀化热处理温度5～15℃。脉冲电流通过时间为工件到达均匀化热处理温度后，保温时间达到该合金常规均匀化的总时间30%～70%时开始通入。（如某合金常规均匀化热处理总保温时间为30小时，工件保温9～21小时后开始通入脉冲电流。脉冲电流参数：脉冲频率10～50Hz，电流密度在1000～2000A/cm2。到时间后断电出炉即可得到产品。
当然，以上只是发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法，包括均匀化热处理工艺步骤，其特征在于：连接合金工件与脉冲电流发生装置，并将合金工件在热处理炉中保温；保温温度为常规均匀化热处理温度或低于常规均匀化热处理温度5～15℃；保温时间达到该合金常规均匀化总时间的30%～70%时开始向合金工件通入脉冲电流；合金工件到达常规均匀化总时间后断电出炉；所述保温温度为常规均匀化热处理温度或低于常规均匀化热处理温度5～15℃，是指软质铝合金的保温温度为常规均匀化热处理温度，硬质铝合金的保温温度低于常规均匀化热处理温度5～15℃。
2.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法，其特征在于：所述脉冲电流的脉冲频率为10～50Hz，电流密度为1000～2000A/cm2。
CN201310169830.2A 2013-05-10 2013-05-10 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法 Expired - Fee Related CN104141101B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310169830.2A CN104141101B (zh) 2013-05-10 2013-05-10 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310169830.2A CN104141101B (zh) 2013-05-10 2013-05-10 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104141101A CN104141101A (zh) 2014-11-12
CN104141101B true CN104141101B (zh) 2017-02-22

Family

ID=51850433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310169830.2A Expired - Fee Related CN104141101B (zh) 2013-05-10 2013-05-10 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104141101B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104404408B (zh) * 2014-12-03 2016-05-11 东北大学 铝合金电流均化装置及其电流均化方法
CN107742030B (zh) * 2017-10-23 2020-05-12 燕山大学 对tp2内螺纹铜管中频加热及施加脉冲电流的模拟方法
CN108660401B (zh) * 2018-05-08 2019-09-10 北京科技大学 一种脉冲电流辅助汽车用铝合金plc效应消除的方法
CN108715984B (zh) * 2018-05-29 2020-04-21 西安理工大学 一种Cu-Ni-Mn-Fe合金室温快速热处理方法
CN109680230B (zh) * 2019-02-26 2021-01-19 武汉理工大学 一种铝合金构件电磁脉冲快速固溶-时效工艺
CN113579452A (zh) * 2021-07-02 2021-11-02 武汉理工大学 一种金属构筑界面的电冲击调控方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1799729A (zh) * 2006-01-10 2006-07-12 高明 用电脉冲减少常规铸造中缩孔缺陷的方法
CN101275180A (zh) * 2008-05-16 2008-10-01 昆明理工大学 应用脉冲电流消除合金结构钢、工具钢基体中缺陷组织的方法
CN101298653A (zh) * 2008-05-26 2008-11-05 清华大学深圳研究生院 高强高韧az91镁合金带材电致强韧化处理方法及系统
CN101665861A (zh) * 2009-09-27 2010-03-10 上海大学 脉冲电流回复退火制备取向硅钢的方法
CN101705340A (zh) * 2009-11-03 2010-05-12 上海大学 一种脉冲电流热处理方法及装置
CN102560065A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 瓮福（集团）有限责任公司 用于改善双相不锈钢焊接组织的热处理方法
CN102747244A (zh) * 2012-06-27 2012-10-24 贵州大学 复合变质细化铝合金铸态组织的方法
CN102814349A (zh) * 2012-02-22 2012-12-12 陶艳 高强铝合金电致增塑连续挤压成形加工方法
CN102839277A (zh) * 2012-09-21 2012-12-26 安徽工业大学 采用低压脉冲电流改善低碳铝镇静钢铸坯热送裂纹的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1799729A (zh) * 2006-01-10 2006-07-12 高明 用电脉冲减少常规铸造中缩孔缺陷的方法
CN101275180A (zh) * 2008-05-16 2008-10-01 昆明理工大学 应用脉冲电流消除合金结构钢、工具钢基体中缺陷组织的方法
CN101298653A (zh) * 2008-05-26 2008-11-05 清华大学深圳研究生院 高强高韧az91镁合金带材电致强韧化处理方法及系统
CN101665861A (zh) * 2009-09-27 2010-03-10 上海大学 脉冲电流回复退火制备取向硅钢的方法
CN101705340A (zh) * 2009-11-03 2010-05-12 上海大学 一种脉冲电流热处理方法及装置
CN102560065A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 瓮福（集团）有限责任公司 用于改善双相不锈钢焊接组织的热处理方法
CN102814349A (zh) * 2012-02-22 2012-12-12 陶艳 高强铝合金电致增塑连续挤压成形加工方法
CN102747244A (zh) * 2012-06-27 2012-10-24 贵州大学 复合变质细化铝合金铸态组织的方法
CN102839277A (zh) * 2012-09-21 2012-12-26 安徽工业大学 采用低压脉冲电流改善低碳铝镇静钢铸坯热送裂纹的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电脉冲固溶对Al-22％Si-1.5％Cu合金组织的影响;何力佳等;《材料热处理学报》;20070831(第1期);第38-40页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104141101A (zh) 2014-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104141101B (zh) 一种脉冲电流辅助铝合金均匀化热处理方法
CN108823472B (zh) 一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其热处理方法
CN102943193B (zh) 硬质铝合金铸锭的精粒细化加工工艺
CN106435418A (zh) 改善7系铝合金抗晶间与抗应力腐蚀性能的热处理工艺
CN104805320A (zh) 屏蔽用铝合金杆的制造工艺
CN104722945A (zh) 一种超细晶铝合金焊丝及其制备方法
CN105925849A (zh) 一种700℃超超临界汽轮机转子用镍基合金锻件的控制方法
CN102154580B (zh) 高强度耐热镁合金材料及其制备工艺
JP2009299120A (ja) Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ三元系合金材の製造方法
CN102978457B (zh) Al-Fe-Nb-RE铝合金及其制备方法和电力电缆
CN109402537A (zh) 一种铝合金铸锭及铝合金均匀化工艺
CN104946943A (zh) 一种Al-Er-Cu高强高导电率铝合金及其形变热处理工艺
CN107385276A (zh) 一种发电机转子槽楔用铜合金及其加工工艺
CN103834843B (zh) 一种铸态高铌TiAl合金及改善其合金组织的方法
CN102796975A (zh) 一种适用于7000系铝合金的三级均匀化热处理方法
CN110499483B (zh) 一种高合金化GH4720Li合金单级均匀化退火工艺
CN107119245B (zh) 一种超高强耐高温镁合金大锭坯的多级退火工艺
CN108385046A (zh) 一种TiAl-V合金的热处理方法
CN109943760B (zh) 一种高强高塑稀土镁合金及其制备方法
JP2012001780A (ja) 電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法
CN104099507A (zh) 高强度、高韧性稀土镁合金
CN117102491A (zh) 一种提高大尺寸gh4099零部件塑性的加工方法
XI et al. Microstructures and mechanical properties of TC11 titanium alloy formed by laser rapid forming and its combination with consecutive point-mode forging
CN106350756A (zh) 一种稀土镁合金铸件的均匀化热处理方法
CN101838762A (zh) 高硬抗剥蚀7000系铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170222

Termination date: 20190510

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee