CN104561857A - 一种铝合金双级时效热处理工艺 - Google Patents

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卢雅琳
于小健
朱福先
李兴成
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Jiangsu University of Technology
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent

Abstract

本发明的目的是开发一种A356铝合金双级时效热处理工艺，既能提高A356铝合金的强度，又能提高塑性。具体工艺过程包括：（1）固溶处理：将A356合金在535～540℃温度范围内保温4.5～6小时后进行淬火，水温在60～80℃，合金在水中停留3～5分钟；（2）双级时效处理：首先将固溶处理铝合金在100～120℃进行预时效，保温时间为60～90分钟；然后再将其在160～180℃进行终时效处理，保温时间为30～60分钟。本发明所述方法简单且易于操作，双级时效后A356铝合金抗拉强度为280MPa左右，延伸率可以达到10%，比传统的热处理效果佳。

Description

一种铝合金双级时效热处理工艺
技术领域
本发明属于铝合金热处理技术领域，涉及一种A356铝合金的热处理工艺。
背景技术   
A356铝合金是一种典型的可热处理强化的亚共晶Al-Si系铸造合金，由于其铸造流动性好、气密性好，收缩率小和机械加工性能优良等优点被广泛用作汽车轮毂。A356合金一般要经过熔化、精炼、变质细化处理，再经热处理后才能达到铸件强度和韧性要求。传统的T6热处理制度，其抗拉强度只能达到240MPa左右，延伸率为8%左右，已不能满足对铝合金产品高强高韧性能的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种A356铝合金双级时效热处理工艺，既能提高A356铝合金的抗拉强度，又提高其延伸率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种铝合金双既时效热处理工艺，包括以下步骤：
（1）固溶处理：将A356铝合金铸件在535～540℃温度范围内保温4.5～6小时进行固溶处理，然后进行淬火，水温在60～80℃，保持铸件在水中停留3～5分钟；
（2）双级时效处理：双级时效分为预时效和终时效；将固溶处理后的铝合金在100～120℃下进行预时效处理，保温时间为60～90分钟；然后再将预时效后的合金在160～180℃进行终时效处理，保温时间为30～60分钟。
所述A356铸造铝合金，各元素含量为：Si 7.0%～7.5%，Mg 0.3%～0.4%，Ti 0.12%～0.15%，Sr 0.01%～0.015%，余量为Al。
所述将A356铝合金铸件固溶后至淬火处理，其转移时间不超过15秒。
优选方案为：将A356铝合金在535℃下保温6小时进行固溶处理；将淬火后的铸件在120℃下保温60分钟进行预时效处理；将预时效处理后的铸件在180℃下保温30分钟进行终时效处理。
优选方案为：将A356铝合金在538℃下保温5小时进行固溶处理；将淬火后的铸件在110℃下保温75分钟进行预时效处理；将预时效处理后的铸件在170℃下保温45分钟进行终时效处理。
优选方案为：将A356铝合金在540℃下保温4.5小时进行固溶处理；将淬火后的铸件在100℃下保温90分钟进行预时效处理；将预时效处理后的铸件在160℃下保温60分钟进行终时效处理。
本发明的技术效果是：经过上述双级时效热处理后，合金微观组织中的共晶Si颗粒形态明显改善，共晶Si几乎全部变为球状而且弥散分布，共晶Si球化能有效减小对基体的割裂能力和降低应力集中，同时经过双级时效析出的Mg2Si强化相弥散分布在                                                基体上强化了合金，使合金的抗拉强度和塑性提高。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备合金的光学显微镜照片。
图2是本发明实施例1所制备合金的光学显微镜照片。
图3是本发明实施例1所制备合金的光学显微镜照片。
具体实施方式
本发明将通过实施优选方案的实例作进一步说明，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施实例。
本发明所用A356铸造铝合金，各元素含量为：Si 7.0%～7.5%，Mg 0.3%～0.4%，Ti 0.12%～0.15%，Sr 0.01%～0.015%，余量为Al。
实施例1
将A356铝合金在535℃下进行固溶处理，保温6小时后在60℃温水中淬火，转移时间不超过15秒；经过上述处理后的铸件在室温停留8小时后，将铸件在120℃下保温60分钟进行预时效处理；最后将预时效处理后的铸件在180℃下保温30分钟进行终时效处理。
实施例2
将A356铝合金在538℃下进行固溶处理，保温5小时后在70℃温水中淬火，转移时间不超过15秒；经过上述处理后的铸件在室温停留8小时后，将铸件在110℃下保温75分钟进行预时效处理；最后将预时效处理后的铸件在170℃下保温45分钟进行终时效处理。
实施例3
将A356铝合金在540℃下进行固溶处理，保温4.5小时后在80℃温水中淬火，转移时间不超过15秒；经过上述处理后的铸件在室温停留8小时后，将铸件在100℃下保温90分钟进行预时效处理；最后将预时效处理后的铸件在160℃下保温60分钟进行终时效处理。
表1是实施例1、2、3所制备A356铝合金的拉伸强度和延伸率的实验数据。
表1 A356合金双级时效热处理工艺实验结果
     从以上对实验数据可以看出，经优选方案处理铸件后，A356铝合金抗拉强度可以达到280MPa以上，其延伸率在10%左右。
从实施实例1、2、3中的试样取样，经机械打磨、抛光、0.5%HF酸腐蚀后在光学显微镜下观察合金微观组织，如附图1～3所示。从图中可以看出，经上述合金热处理，合金中共晶硅的球化明显，几乎全部变为球状或细小的颗粒状并且弥散分布，少数呈块状。

Claims (3)

1.一种铝合金双既时效热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）固溶处理：将A356铝合金铸件在535～540℃温度范围内保温4.5～6小时进行固溶处理，然后进行淬火，水温在60～80℃，保持铸件在水中停留3～5分钟；
（2）双级时效处理：双级时效分为预时效和终时效；将固溶处理后的铝合金在100～120℃下进行预时效处理，保温时间为60～90分钟；然后再将预时效后的合金在160～180℃进行终时效处理，保温时间为30～60分钟。
2.根据权利要求1所述的铝合金双既时效热处理工艺，其特征在于：所述A356铸造铝合金，各元素含量为：Si 7.0%～7.5%，Mg 0.3%～0.4%，Ti 0.12%～0.15%，Sr 0.01%～0.015%，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的铝合金双既时效热处理工艺，其特征在于：所述将A356铝合金铸件固溶后至淬火处理，其转移时间不超过15秒。
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