CN105603339A - Zl114a铝合金电脉冲辅助时效处理的方法 - Google Patents

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高桂丽
陈志俊
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Abstract

ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法，属于铝合金热处理技术领域。它要解决普通热处理由于时效处理保温时间较长而造成的生产效率低和加热能耗大的问题。本发明通过下列步骤实现：一、ZL114A铝合金试样在热处理炉中进行530℃±5℃/10h固溶处理。二、固溶处理后的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火水温为55℃~75℃。三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，时效温度为150℃±5℃，脉冲电源的电压为30V，电流为15A~18A，频率为600Hz~800Hz，正负脉冲比为1，占空比70%~80%，电脉冲持续时间与时效保温时间相等，为3~4h。四、取出ZL114A铝合金试样，空冷至室温。本发明将ZL114A铝合金的时效处理时间缩短了30%以上。

Description

ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法
技术领域
本发明涉及铝合金热处理技术领域，具体是ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法。
背景技术
ZL114A属于Al-Si系铸造铝合金，具有良好的铸造工艺性能、较好的力学、抗腐蚀和焊接性能，已广泛应用于我国航空航天等领域。随着产品性能指标的提高，对ZL114A铝合金的综合性能尤其是塑性，提出了更高的要求。ZL114A铝合金一般通过固溶时效热处理，可以提高其综合力学性能。目前，ZL114A铝合金通用的T6热处理工艺已经比较成熟，即在530℃±5℃下进行8h~12h的保温固溶处理，然后水淬，再在150℃±5℃下进行6h~8h的时效处理，最后空冷，该热处理工艺中时效处理的时间较长。由于耗时长，不仅降低了生产效率，也造成巨大的加热能耗。因此研究开发短时时效热处理工艺具有重要意义。
发明内容
本发明是为了解决ZL114A铝合金普通T6热处理工艺中，由于时效处理时保温时间较长而造成的生产效率低和加热能耗大的问题，提供一种ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法。
为了实现上述目的，本发明ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为55℃~75℃，淬火转移时间不大于5s，淬火至时效处理的停放时间控制在20min以内。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为15A~18A，脉冲频率为600Hz~800Hz，正负脉冲比为1，占空比70%~80%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为3~4h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
有益效果：与ZL114A铝合金的普通T6热处理工艺相比，本发明所述的方法在不降低ZL114A铝合金性能的同时，由于引入电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金的时效处理时间缩短了30%以上，解决了由于时效处理时保温时间较长而造成的生产效率低和加热能耗大的问题。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明提供的ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法进行详细的说明。
实施例1
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为15A，脉冲频率为600Hz，正负脉冲比为1，占空比70%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为3h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
实施例2
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为15A，脉冲频率为600Hz，正负脉冲比为1，占空比70%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为4h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
实施例3
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为17A，脉冲频率为700Hz，正负脉冲比为1，占空比80%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为3h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
实施例4
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为17A，脉冲频率为700Hz，正负脉冲比为1，占空比80%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为4h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
实施例5
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为17.5A，脉冲频率为800Hz，正负脉冲比为1，占空比75%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为3h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
实施例6
ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理，脉冲电压为30V，脉冲电流为17.5A，脉冲频率为800Hz，正负脉冲比为1，占空比75%，电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为4h。
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
对比例7
ZL114A铝合金普通T6热处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h。
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为60℃，淬火转移时间3~5s，淬火至时效处理的停放时间小于20min。
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行时效处理，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，时效保温时间相为6h。
四、将时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
下表为各实施例和对比的抗拉强度和硬度的测试结果：
表中，各实施例1至6与对比例7的固溶处理工艺和淬火处理工艺相同，由表可知，与对照例相比，电脉冲辅助时效处理的ZL114A铝合金的抗拉强度和硬度基本没有降低，但是电脉冲辅助时效处理在时间上却缩短了至少30%。

Claims (3)

1.ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法，其特征在于，ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法通过下列步骤实现：
一、将待热处理的ZL114A铝合金试样放入热处理炉中进行固溶处理，固溶处理温度为530℃±5℃，固溶处理保温时间为10h；
二、将固溶处理完成的ZL114A铝合金试样进行淬火处理，淬火介质为水，淬火温度为55℃~75℃，淬火转移时间不大于5s，淬火至时效处理的停放时间控制在20min以内；
三、对淬火后的ZL114A铝合金试样进行电脉冲辅助时效处理，将ZL114A铝合金试样的两端通过导线与正负双脉冲电源的输出端连接，并放入时效热处理炉中，将装有ZL114A铝合金试样的时效热处理炉升温至150℃±5℃，升温时间10min，然后开启正负双脉冲电源，进行电脉冲辅助时效处理；
四、将电脉冲辅助时效处理后的ZL114A铝合金试样从时效热处理炉中取出，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法，其特征在于，所述的电脉冲的脉冲电压为30V，脉冲电流为15A~18A，脉冲频率为600Hz~800Hz，正负脉冲比为1，占空比70%~80%。
3.根据权利要求1所述的ZL114A铝合金电脉冲辅助时效处理的方法，其特征在于，所述的电脉冲持续时间与时效处理保温时间相等，为3~4h。
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