CN107532268A - 用于对铝合金铸件进行热处理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于对铸造铝合金部件进行热处理的方法，其包括获得由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件，并将该铸件加热至第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低但是在其10℃内，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中。该方法还包括提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件的温度升高到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高但在其10℃内，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中，将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段，然后将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。

Description

用于对铝合金铸件进行热处理的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年4月28日提交的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR HEATTREATING ALUMINUM ALLOY CASTINGS”的美国临时专利申请第62/153,724号的权益，通过引用并出于所有目的将该申请以其整体并入本文。
发明领域
本发明整体上涉及铸造铝合金部件的热处理，并且具体地涉及在高压压铸制造工艺中形成的铝合金铸件的固溶热处理。
背景
近年来，对作为用于汽车和其他车辆的结构零件或部件的铝合金的兴趣由于它们在匹配钢合金的屈服强度和伸长率性质的同时减小重量的潜力而大大增加。遗憾的是，由铝合金制作的结构部件的制造继续为运输行业提供挑战，因为生产高品质和无缺陷的零件的典型工艺仍然是昂贵且耗时的。
高压压铸(HPDC)是可以与铝合金一起使用的一种制造方法，这对于以显著更低的成本在提高的生产率下生产品质铸造零件是非常有希望的。然而，这种制造技术也具有其缺点，因为在HPDC工艺中形成的铝合金铸件通常包括较高含量的夹带或溶解气体。通常认识到，当铸件随后在将赋予铸造部件其最终机械性质的典型T4、T6或T7回火工艺中被热处理至其固溶温度(有时称为它们的固溶热处理温度)时，气体含量升高可导致增加数目的内部和表面缺陷。所得的高百分比的被拒绝的废料零件可基本上抵消HDPC工艺的其它益处。
因此，需要用于对HPDC部件进行热处理的系统和方法，其可以更好地适应其高的气体含量，同时降低高废料率。本公开正是针对这样的系统和方法。
概要
简要地描述，本公开的一个实施方案包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铸造铝合金部件或铸件进行热处理的方法。该硅成分具有预定的硅固溶温度，高于该硅固溶温度存在该硅成分的大量或加速的固溶(即硅迅速进入固溶体中)，并且低于该硅固溶温度存在极少或不存在该硅成分的大量固溶。该一种或多种金属合金化成分也具有预定的合金化金属固溶温度，高于该合金化金属固溶温度该合金化金属迅速进入固溶体中。该方法包括将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低并且优选低不到10℃，然后提高输入该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度低并且优选低小于10℃。该方法还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持小于或约20分钟的时间段，然后将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。
在一些实施方案中，该方法还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持至少两分钟，或五分钟或更长，最高至上述的20分钟。例如，在一个方面，可将该铸件保持在该第二铸件温度下，直到该铸件实现大于50％的处理时间比(time-in-treatment ratio)，其中该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。在其他方面，该铸件可以实现70％和90％之间的处理时间比。
根据另一实施方案，本公开还包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铝合金铸件进行热处理的系统。该系统包括热处理炉，该热处理炉具有的第一加热操作台保持在比对于该硅成分而言预定的硅固溶温度低、并且优选低不到10℃的第一操作台温度下。该第一加热操作台之后是第二加热操作台，该第二加热操作台被配置为提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二操作台温度，该第二操作台温度比对于该至少一种金属合金化成分而言预定的合金化金属固溶温度高、并且优选高不到10℃。该炉还包括限定该第一加热操作台的开始的引入门，分隔该第一加热操作台与该第二加热操作台的中间门，限定该第二加热操作台的结尾的排出门，以及被配置成输送多个铸件通过炉外壳从引入门到排出门的输送装置。该输送装置可以被配置为将每个铸件在该第二加热操作台内保持大于3分钟且小于30分钟的时间段。
在一个方面，该输送装置可以被配置成以基本上恒定的速度输送该铸件通过炉，并且中间门沿着炉长度的位置是可重新定位的。在其它方面，该输送设备可以被配置成输送铸件以第一速度通过炉的第一加热操作台并且以不同于第一速度的第二速度通过炉的第二加热操作台。
根据又一个实施方案，本公开还包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铝合金铸件进行热处理的方法。该方法包括将该铸件移动到保持在第一操作台温度下的炉的第一加热操作台以将该铸件加热到第一铸件温度的步骤，该第一铸件温度比对于该硅成分而言预定的硅固溶温度低不到10℃。该方法还包括将该铸件从第一加热操作台移动到与该第一加热操作台分开并保持在大于该第一操作台温度的第二操作台温度下的炉的第二加热操作台中的步骤，以提高输入到该铸件的热量的速率并将该铸件加热至第二铸件温度，该第二铸件温度比对于该至少一种金属合金化成分而言预定的合金化金属固溶温度高不到10℃。该方法还包括以下步骤：将该铸件保持在该第二铸件温度下小于或约20分钟的时间段，从炉的该第二加热操作台移出该铸件，并将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。
通过审视以下结合附图所阐述的详细说明，将更好地理解本发明，所述附图简要描述如下。
附图说明
图1是根据本公开的代表性实施方案的在热处理工艺期间铸造铝合金铸件经历的温度的曲线图。
图2是根据本公开的另一代表性实施方案的在热处理工艺期间铝合金铸件经历的温度的另一曲线图。
图3是根据本公开的又一代表性实施方案的用于实施图2的热处理工艺的系统的示意图。
图4是根据本公开的另一代表性实施方案的用于实施图2的热处理工艺的系统的示意图。
图5是根据本公开的又一代表性实施方案的在热处理工艺期间铝合金铸件经历的温度的另一曲线图。
图6是根据本公开的另一代表性实施方案的用于实施图5的热处理工艺的系统的示意图。
图7A-7D是根据本公开的又一代表性实施方案的用于在两个输送机链之间转移铸件的系统的示意图。
本领域技术人员将领会和理解，根据通常的实践，上述附图的各种特征和元件不必按比例绘制，并且可以扩大或缩小各种特征和元件的尺寸以更清楚地示出其中所描述的本公开的实施方案。
详细说明
本公开涉及用于对铸造铝合金部件或铸件(包括但不限于在高压压铸制造工艺中形成的铝合金部件)进行热处理的系统和方法。如下所述，与其他用于对类似铸造铝合金部件进行热处理的系统和方法相比，该系统和方法可以提供若干显著的优点和益处。然而，所列举的优点并不意味着以任何方式进行限制，因为本领域技术人员将领会在实施本公开时也可以实现其它优点。
此外，相关领域的技术人员将认识到，可以对所描述的实施方案进行改变，同时仍然获得有益的结果。还将明显的是，可以通过选择实施方案的一些特征而不利用其他特征来获得所描述的实施方案的一些优点和益处，并且来自一个实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征以任何适当的组合进行组合。例如，方法实施方案的任何单独或集体特征可以应用于装置、产品或系统实施方案，反之亦然。因此，本领域技术人员将认识到，所描述的实施方案的许多修改和改变是可能的，并且在某些情况下甚至是所需的，并且是本公开的一部分。因此，提供本公开作为实施方案的原理的说明而不是对其的限制，因为本发明的范围将由权利要求限定。
现在更详细地参考附图，其中在几个视图当中，相同的零件用相同的附图标记标识，图1是根据本公开的一个代表性实施方案的在热处理工艺或方法10期间铝合金铸件经历的温度12的温度对时间曲线图。该铸件由铝合金形成，该铝合金通常包括与硅成分和一种或多种另外的主要金属合金化成分例如铜、镁、锰、镍、铁、锌等组合的铝，以及较小比例的各种其他金属合金化成分，包括但不限于铅、锡、铬和钛。例如，在一些常见的铝合金中，硅成分可以占铝合金的约6重量％和约20重量％之间，铜成分可以占铝合金的约0.5重量％和约5重量％之间，和镁成分占铝合金的约0.4重量％和约0.8重量％之间。因此，如本领域技术人员被理解的，存在可以与铝组合以形成重量轻、强度高和有延性(即具有良好的伸长率特性)的铝合金的上述金属合金化成分的各种各样的组合。因此，这些合金可用于制造在汽车和运输行业中广泛应用的结构部件。
此外，在一个方面，合金化成分可以分为具有相对低的固溶温度范围的那些(例如硅和铜)，以及具有相对高的固溶温度的那些(例如镁和锰)。在硅的特定情况下，对于硅成分而言的固溶温度的范围可以相当大并且有些可变，这取决于合金，在低于440℃至470℃的温度下发生低水平的硅固溶，并且硅固溶的加速速率在高于470℃至490℃的温度下出现。同样取决于合金，铜成分在一些实施方案中可以具有接近或甚至与硅固溶温度范围重叠的固溶温度范围(通常在475℃和495℃之间)，而镁成分和锰成分通常可以具有从490℃延伸至540℃的固溶温度范围。
如上所述，铸造铝合金部件可以通过高压压铸(HPDC)工艺形成，其中将熔融金属以高压和高速或闸门速率(gate rate)注入模型或模具中。在提高生产率和降低成本的同时，HPDC工艺通常会导致铸件含有比由低压压铸(LPDC)、砂型/SPM铸造或高真空压铸(HVDC)工艺形成的铝合金部件更高含量的溶解或夹带气体。Lumley等人的美国专利号8,409,374(通过引用将其以其全部内容并入本文)，假设增加的气体含量可导致基于气体孔隙的缺陷例如表面起泡和尺寸不稳定性在铸造后通常施加到零件以提高其机械性质的固溶热处理期间的发展。如果铸件在较高的固溶温度下保持延长的时间段，正是气体孔隙的这种不希望的膨胀导致过多的废料率。
因此，在Lumley中建议热处理HPDC铝合金部件至所需的[合金]固溶处理温度的时间窗口(包括加热时间)应比以前预期的短得多，并且固溶处理状态应该有效地为非等温的(即在非恒定温度下)。进一步表明，铸件在等温固溶处理中(即在恒定的固溶处理温度下)所耗费的时间不如淬火前达到的最终温度以及在特定温度范围内耗费的时间那么重要。
虽然在实践中可以观察到在Lumley中阐述的用于通过限制铸件在特定温度范围内耗费的时间来避免高废料率的构思，但本发明人进一步确定了超过Lumley建议的HDPC铝合金零件的改进的机械性质可以通过更受控制的固溶热处理工艺来实现，该热处理工艺包括接近或高于一种或多种合金化金属固溶温度的一个或多个基本等温部分。
例如，并且不受任何特定理论束缚，本发明人认为导致铸件内的内部孔隙或气泡的形成和膨胀的内部“造孔”过程开始于当铸件达到或超过硅固溶温度时铝合金的硅成分被吸入固溶体中。当硅被吸入溶体中时，随着硅颗粒的总数看起来增长，硅颗粒的尺寸看起来收缩，从而允许铸件内的夹带气体在整个材料中迁移。然而，最终，随着较小的硅颗粒一起生长成阻碍或阻止气体迁移的较大颗粒，趋势逆转。夹带的气体然后在一起组合成为气泡或孔隙，只要铸件保持在升高的温度下，它们将继续生长。如果不加检查，表面附近扩大的气泡或孔隙可能会以气泡的形式冲破表面，而铸件内部扩大的气泡或孔隙可导致尺寸变形。
由于硅成分的固溶温度范围显著小于金属合金化成分例如镁和锰中的至少一种的固溶温度范围，因此进一步推理：最终导致机械性质的所需改进的铝合金的固溶热处理可能不会开始，直到铸件被加热到最高的合金化金属固溶温度，在“造孔”过程开始很久之后。通过认识和考虑硅固溶温度的较低范围与合金化金属固溶温度的较高范围之间的差异，本发明人开发了用于热处理铸造铝合金部件的方法或工艺(和相关系统)，其相对于没有认识到这种差异的用于HPDC铝合金零件的现有热处理可为特别地有利的。例如，可以控制在淬火之前铸件在高于硅成分的相对低的固溶温度和金属合金化成分的相对高的固溶温度两者下所耗费的时间，以在减少的废料率下生产具有优异的机械性质的铸造铝合金部件，并且铸件具有尺寸变形的显著减小，否则该尺寸变形会由扩大的截留气体气泡的形成而产生。
如图1所示，用于对铸造铝合金部件或铸件进行热处理的方法10的一个实施方案通常包括由具有对于硅成分而言已知的固溶温度或至少该硅固溶温度的良好近似值(高于该固溶温度存在硅成分的加速固溶)以及对于金属合金化成分的固溶温度而言已知或良好的近似值的铝合金形成的铸造部件。固溶温度可以被确定为离散的固溶温度值，或者很可能地被认为是如上所述的固溶温度值的范围。在固溶温度被定义为已知或近似范围的情况下，在一个方面，所确定的或“预定的”固溶温度可以是潜在用户最感兴趣的该范围的边界值。例如，对于硅成分而言的特定固溶温度范围，该范围的下限可以是最感兴趣的值，并且可以被可接受地确定为预定的硅固溶温度14。这可以确保硅成分的固溶基本上被抑制直到在将铸件温度有意地升高到高于预定的硅固溶温度14。
或者，如果认识到特定铝合金中硅固溶温度范围的上限与较低温度金属合金化成分(例如铜)的范围重叠，则该上限可以被可接受地确定为预定的硅固溶温度14。通过在第一加热操作台中允许铜成分的至少部分固溶，同时仍然限制硅成分的加速固溶，这可为有利的。
相反，对于该一种或多种金属合金化成分而言的固溶温度的特定范围的上限通常将是最感兴趣的值，在这种情况下，该范围的上限可以可接受地被确定为预定的合金化金属固溶温度18。例如，示例性铝合金的铜合金化成分的固溶温度范围可以在约485℃至约495℃之间，而相同合金的镁合金化成分的固溶温度范围可以在约510℃至约530℃之间。因此，在一个方面预定的合金化金属固溶温度18可以可接受地被确定为530℃，以确保所有金属合金化成分达到其固溶温度。
预期一些铝合金的硅成分可以在约420℃下开始缓慢地固溶，但是以降低的速率开始，该速率不会迅速导致阻止铸件内夹带气体的移动的扩大硅颗粒。然后，在高于440℃(例如在470℃和490℃之间)的铸件温度下，硅成分的固溶速率可以快速增加，使得大部分硅成分将在短时间段内进入固溶体中，一旦铸件进入该铸件温度范围，就完全启动上述硅颗粒尺寸减小和随后扩大的过程。由于下述原因，预定的硅固溶温度14通常将设定为略低于与硅成分的加速固溶速率相关的温度范围(例如440℃至470℃)或在该温度范围内的铸件温度，但该铸件温度仍然可能高于与硅成分以降低的速率固溶的开始相关的铸件温度。
然而，还应当理解，冶金领域在实践中并不总是适用于精确值或明确的确定值，因此甚至一个或多个固溶温度的温度值的范围可能不是以高准确度已知的。因此，在其它方面，对于该范围的固溶温度值，预定的固溶温度可以是中间值，例如平均值或中值。此外，预期特定铝合金的预定的固溶温度14、18可以例如在实验室中通过以前的经验或通过在制造周期期间持续的品质控制和评估来确定，并且随后调整预定的固溶温度14、18以进一步细化用于特定铝合金或用于特定类型的铸件或两者的热处理方法。
在铝合金具有大量的两种或更多种金属合金化成分(例如铜和镁两者)的实施方案中，金属合金化成分的组合通常可导致组合的合金化金属固溶温度的范围，其不同于单独采用每种金属合金化成分的合金化金属固溶温度的范围。例如，在一个实施方案中，具有铜和镁合金化成分的铝合金的合金化成分的固溶温度范围可以在约490℃至约515℃之间，并且预定的合金化金属固溶温度18可以被确定为515℃。对于其中各种金属合金化成分被吸入固溶体中的铸件温度范围保持有区别和不同的其它情况下，在一个方面，合金化金属固溶温度范围内的单一最大值可以被确定为预定的合金化金属固溶温度18。或者，如上所述也可以使用合金化金属固溶温度范围内的中间值。
因此，本领域技术人员将领会，硅固溶温度和合金化金属固溶温度的值或范围可以根据铝合金的组成而变化，包括但不限于不同的各种金属成分的存在及其重量百分比。因此，本公开的热处理方法10可以包括针对每种合金的定制铸件温度曲线12，其基于铝合金的硅成分将在较低温度下并且因此比金属合金化成分更快地转移到固溶体中的原理。
继续参考图1，热处理方法10通常包括三个单独的加热段或阶段，即第一加热阶段20、第二加热阶段30和淬火阶段40。第一加热阶段20包括第一时间段(t1)24，从此时开始该一个或多个铸件进入炉中并从初始铸件温度21被加热到接近预定的硅固溶温度14(高于该硅固溶温度，存在硅成分的大量或加速固溶)但没有达到或超过预定的硅固溶温度14的第一铸件温度25。在一个方面，例如，第一铸件温度25可以比预定的硅固溶温度14低约5℃和约10℃之间，以确保硅成分在铸件的任何部分中都未达到该温度，但仍然足够接近预定的硅固溶温度14，在进入第二加热阶段30时铸件可以在几秒钟内被快速加热到超过预定的硅固溶温度14的温度。在其它方面，例如当精确地已知硅固溶温度14并且可以严格控制热处理工艺10时，第一铸件温度25可以比预定的硅固溶温度14低2℃和5℃之间。另外，虽然第一铸件温度25和预定的硅固溶温度14之间的温差最初可以为约10℃，但是应当领会，温差的其它值(无论是大于还是小于10℃)也是可能的，并且被认为落在本公开范围的各方面内。
将领会，在热处理方法10的不同实施方案之间，第一加热阶段20中铸件的持续时间(t1)24和加热速率22(或替代的加热速率23)都可以显著变化。为了参考的目的，第一加热速率22的上升/运行定义为℃/min，并且可以作为瞬时加热速率或作为指定的时间段(例如整个第一加热阶段20或仅仅是第一加热阶段20的一部分)期间的平均加热速率施加。影响持续时间(t1)和/或第一加热速率22的因素可以包括炉的类型和构造，当铸件第一次进入炉中时铸件的初始温度21，铸件的厚度和/或表面积暴露量，铸件托盘中的铸件数量等。
例如，在一些实施方案中，铸件可能相当厚，例如用于发动机机体的铸件，并且通常优选厚铸件的所有材料在进入第二加热阶段30之前达到第一铸件温度25。在其它实施方案中，可以将一批铸件以足够致密从而影响热流体流向各个铸件的构造装载到铸件托盘或机架中，并且同样优选的是批次内的所有铸件在进入第二加热阶段30之前达到第一铸件温度25。对于铸件的所有部分或对于装载在托盘或机架中的所有铸件，达到第一铸件温度25的较大均匀性可以通过朝向第一加热阶段20的结尾允许铸件在第一铸件温度25下均热几分钟(例如2-5分钟或更长的时间段)，以提供充分的时间使热量均匀地分布在整个铸件中。此外，通过确保第一铸件温度25充分低于预定的硅固溶温度14，可以在不关注硅成分的显著固溶的情况下实现处理的这种均匀性。
如图1中的铸件温度线12所示，在一个方面，可以在第一加热阶段20的大部分中以基本上恒定的第一加热速率22加热铸件，随后当铸件接近预期的第一铸件温度25时朝着第一加热阶段的结尾逐渐减小加热速率。该技术可以提供对热处理工艺的较好控制，并确保铸件的温度不会无意中超过第一铸件温度25并且超越或达到预定的硅固溶温度14，同时铸件保留在第一加热阶段20中，从而过早触发上述造孔过程。
或者，如替代的第一阶段铸件温度线13所示，在其它方面，炉的第一加热操作台可以保持在等于或高于第一铸件温度25的相对恒定的第一操作台温度下。以这种方式，当铸件缓慢地接近与第一操作台温度的热平衡状态时，进入铸件的热流以及因此第一加热速率23在整个第一加热阶段20中连续减小。在第一操作台温度大于第一铸件温度25的实施方案中，铸件通过炉的移动可以被定时，使得铸件达到第一铸件温度25并且在与第一操作台温度达到热平衡之前离开第一加热阶段20。在第一操作台温度等于第一铸件温度25的实施方案中，可以延长第一加热阶段20内铸件的持续时间(t1)24，使得铸件可以在离开第一加热阶段20之前在第一铸件温度25下达到热平衡。
在其他实施方案中，铸件可以是薄壁结构，其间隔开较大比例的暴露表面区域，该表面区域容易接收和分配所施加的热量，使得每个铸件以短得多的时间在第一铸件温度25下达到热平衡，在这种情况下，可以减少或消除均热时间。
因此，在审视图1所示的铸件温度线12和替代的铸件温度线13两者时，将领会用于达到第一铸件温度25的特定路径可不如第一铸件温度25相对于预定的硅固溶温度14的值或在第一加热阶段20内铸件必须均热以达到均匀温度的时间量那么重要。
因此，在一个方面，第一加热操作台可以保持在比预定的硅固溶温度14低不到10℃的第一操作台温度下。另一方面，第一加热操作台10可以保持在大于预定的硅固溶温度14的第一操作台温度下，以便在整个第一加热阶段20中提供第一加热速率22的增加，并且第一加热操作台的持续时间(t1)24相应减小，并且其可以进一步包括铸件通过第一加热阶段20的移动的精确控制，以确保铸件在达到预定的硅固溶温度14之前离开第一加热阶段20。
当在第一加热阶段20结尾达到第一铸件温度25时，铸件然后可以转移或移动到热处理工艺10的第二加热阶段30，其通常包括第二时间段(t2)34，该时间段从铸件的进入延伸到第二加热阶段30，直到它们离开和移动进入淬火阶段40。当进入第二加热阶段30时，可以立即或急剧地提高输入到铸件的热量，以将铸件的温度从第一铸件温度25快速提高到大于或基本上等于预定的合金化金属固溶温度18的第二铸件温度35。在一个方面，随后可以在该工艺10的基本等温(即恒定温度)部分37中将铸件在第二铸件温度35下保持第二加热阶段30的时间段(t2)34的剩余时间。取决于在进入第二加热阶段30之后将铸件从第一铸件温度25加热到第二铸件温度35所花费的时间，第二铸件温度35下的热处理工艺10的基本等温部分37可以优选地为约10分钟至约20分钟。然而，持续时间小于10分钟，例如持续时间为5分钟和2分钟之间的基本等温部分37也是可能的，并且被认为落入本公开的范围内。
在本公开的又一方面(未示出)中，在达到第二铸件温度35之后，可以将铸件迅速淬火。因此，在该实施方案中，铸件温度的唯一等温部分可以是在第一加热阶段20的结尾附近并且在进入第二加热阶段30之前在第一铸件温度25下的均热时段，使得所有铸件或铸件的部分在暴露于第二加热操作台内的增加的热量输入之前达到第一铸件温度。
在一个方面，第二铸件温度35可以比金属合金化成分的预定的固溶温度18高约5℃和10℃之间，以确保铸件的所有部分中的金属合金化成分达到或超过合金化金属固溶温度并进入固溶体中，但不会以可导致有害副作用的方式过度超过合金化金属固溶温度。在其他方面，例如当精确地已知合金化金属固溶温度并且可以严格控制热处理工艺10时，第二铸件温度35可以比金属合金化成分的预定的固溶温度18高5℃以下。
如图1所示，第二加热阶段30中铸件的加热可以包括初始第二加热速率32或热量输入速率，其与即将进入第二加热阶段30之前在第一加热阶段20中施加到铸件的加热速率相比急剧增加。这可以导致在缩短的时间段内铸件的温度到第二铸件温度35的逐步增加，铸件的温度12在进入第二加热阶段30的几秒钟内达到预定的硅固溶温度14。例如，虽然通常在初始或第二加热速率32下花费3至5分钟以使铸件达到预定的合金化金属固溶温度18，然而在进入第二加热阶段30之后不久铸件的温度可以达到并超过预定的硅固溶温度14。实际上，特别是在在第一加热阶段20的结尾处的第一铸件温度25在预定的硅固溶温度14的几度内的情况下，铸件的温度可以在进入第二加热阶段30的60秒或更短时间内达到并超过预定的硅固溶温度14。因此，一方面，铸件在高于预定硅固溶温度14下耗费的时间可以基本上等于在第二加热阶段30内耗费的时间(t2)，该特征可用于简化后续计算。
在一个实施方案中，炉的第二加热阶段30可以保持在大于第一操作台温度的基本恒定的第二操作台温度下，从而在第二加热阶段30的至少第一部分期间提高输入到铸件的热量的速率。因此，在一个方面，将铸件的温度快速提高到第二铸件温度35所需的附加热量输入可以通过附加的加热装置(例如定向加热器或高流量热空气喷嘴)来提供，这可以将额外的热量引导到铸件上并提供初始第二加热速率32的提升(boost)。以这种方式，例如，可以在进入第二阶段的5分钟或更短时间内将铸件加热到第二铸件温度的5℃内，此外，附加加热装置可以被配置成在缩短的时间段内将铸件的温度升高到第二铸件温度35，而基本上不提高炉的第二加热操作台部分中的总体第二操作台温度。
一旦铸件达到与该工艺10的基本等温部分37相关的第二铸件温度35，则第二操作台温度可以在第二加热阶段30的时间段(t2)34的剩余时间内防止热量流动离开铸件。在一个方面，第二操作台温度可以基本上等于第二铸件温度35，而在其它方面，第二操作台温度可以稍微高于第二铸件温度35，使得铸件的温度在第二加热阶段的剩余时间期间继续略微上升，但是通常只有少量，因为在第二加热操作台中剩余的时间相对短。在一个实施方案中，第二操作台温度可以比预定的合金化金属固溶温度18高不到或约10℃，在该合金化金属固溶温度下至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中。
在比较铸件在等于或高于金属合金化成分的预定的固溶温度18下耗费的时间段(t3)36与第二加热阶段30的总持续时间(t2)34(从进入第二加热阶段30到进入淬火阶段40计算)时，铸件在合金化金属固溶温度18下的(t3)/(t2)定时比可以为50％以上。该定时比也可以称为处理时间比。如本领域技术人员将领会的那样，处理时间比可以是近似于在等于或高于金属合金化成分快速进入固溶体中的合金化金属固溶温度下的固溶热处理中铸件耗费的时间的实际百分比的良好近似值，在等于或高于硅成分快速进入固溶体中的硅固溶温度下除外。还将领会，本公开提供的处理时间比可以比本领域目前已知和实践的HPDC铸件的固溶热处理方法显著增加。
实际上，取决于预定的硅固溶温度14与预定的合金化金属固溶温度18之间和在第一铸件温度25与预定的硅固溶温度14之间的温差以及炉的构造，预期在一些实施方案中，在等于或高于预定的合金化金属固溶温度18下铸件的(t3)/(t2)处理时间比可以大于60％，大于70％，甚至80％或更大。例如，如果已经确定特定合金的(t2)值被限制为18分钟，以避免在高百分比的铸件上出现起泡和/或尺寸变形，则75％的(t3)/(t2)处理时间比可以确保铸件在等于或高于预定的合金化金属固溶温度下保持约13.5分钟。以这种方式，铸件可以获得合金化金属固溶热处理的有益影响的大大增加，同时通过限制在等于或高于硅固溶温度下所耗费的时间来避免基于孔隙的缺陷的有害影响。
因此，应当领会，将第一加热阶段20中的铸件加热到接近预定的硅固溶温度14但未达到或超过预定的硅固溶温度14的第一铸件温度25对于减少第二加热阶段30中的加热要求并且对于减少在第二加热阶段30中铸件被加热到第二铸件温度35时达到预定的合金化金属固溶温度18所需的时间两者而言可为有利的。
此外，如上所述，将铸件在第一铸件温度25下保持延长的时间段可以有利地确保所有铸件或铸件的部分在暴露于第二加热阶段30内增加的热量输入之前达到第一铸件温度25。以这种方式，热平衡点可以在热处理工艺中的中点处建立，其可以操作以改善成品铸件的均匀性和一致性。此外，由于与第二加热阶段30同样地在第一加热阶段20的持续时间没有限制，所以第一加热阶段20的持续时间24可以根据需要延长(例如至15分钟到20分钟或更长时间)，以在铸件或一批铸件内建立实质的热平衡。
当到达第二加热阶段30的结尾时，铸件然后可以转移或移动到热处理工艺10的淬火阶段40中，其中将铸件从第二铸件温度35快速冷却至通常小于250℃但仍明显高于环境温度的淬火温度45。淬火阶段40通常包括液体喷淋冷却系统，强制空气或气体冷却系统，液浸式冷却系统或其组合。在淬火阶段40期间，可以以冷却速率42将铸件冷却一般为1至约5分钟的时间段(t4)44。淬火阶段40完成后，可以将铸件移出到环境中并使其冷却并自然地时效(用于T4回火)，或者移出到单独的温度受控室(未示出但本领域技术人员已知)用于在升高的温度下人工时效持续预定时间段以实现T6回火。如本领域技术人员将领会的，其它淬火和时效方案也是可能的并且被认为落入本公开的范围内。
在图1中还可见的，当在第一加热阶段20和第二加热阶段30之间转移时，铸件可以通过第一过渡区29，然后在第二加热阶段30和淬火阶段40之间再次通过第二过渡区39。第二过渡区39通常将包括铸件从炉内例如通过炉出口端处的排出门到位于炉外的淬火站的物理移动。然而，第一加热阶段20和第二加热阶段30之间的第一过渡区29可以包括通过物理屏障的移动或加热速率的增加，这通常取决于用于执行热处理的炉的类型。例如，将铸件连续地移动通过输送机系统上的加热的内部容积的工艺炉可以包括限定两个操作台之间的边界的内部门。或者，将铸件就地加热的批次炉可以包括附加的加热器、高流量热空气喷嘴，或类似的加热装置，其可以变得活跃以限定第一过渡区从而增加加热速率并且将铸件的温度12从第一铸件温度25快速地升高到第二铸件温度35。
图2示出了热处理工艺110的另一个代表性实施方案，其中多个HPDC铝合金部件在一个或多个输送机系统上运送通过连续工艺炉，例如通过两个连续工艺炉150、170中的一个，其示意性地在图3和4示出。
如图3所示，根据本公开的工艺炉150的一个实施方案通常可以包括穿过隔绝外壳154运行的环形输送机链152(即平行同步的一对链)，引入门156处于入口端并且排出门158处于出口端。炉150还可以包括多个加热单元160，其沿着炉150的长度连续排列，每个加热单元160包括延伸到单元中的加热器组件162(例如，通过外壳154的顶部向下延伸)，并且包括例如加热器单元和电动机驱动的鼓风机，该鼓风机将加热的空气向下驱动到外壳154中以撞击在铸件105上，该铸件105沿着跨过输送机链152中的各个链之间的距离的托盘缓慢穿过炉。虽然工艺炉150显示了沿着炉长度布置的七个加热单元160，每个加热单元160具有其自己的基于鼓风机的加热器组件162，但是将领会，图3仅仅是用于实施图2的热处理方法110的工艺炉150或系统的一种可能构造的示意图，并且各种各样的加热单元数量和布置以及各种不同类型的加热器组件和技术也是可能的并且被认为落入本公开的范围内。
在一个方面，工艺炉150可以包括具有闸门或中间门164的内部屏障，其将隔绝外壳154的内部分成与图2中所示的第一加热阶段120和第二加热阶段130一致的第一加热操作台120和第二加热操作台130。当单个输送机链152以恒定的速度通过两个操作台以运送铸件105通过炉150时，将领会输送机链152的速度，炉外壳154的总长度、和中间门164沿着外壳长度的位置可以确定第一加热阶段120的持续时间(t1)124和第二加热阶段130的持续时间(t2)134。另外，第二加热阶段130的持续时间(t2)134通常限于25分钟至30分钟或更短，并且优选20分钟或更短，以确保在发展任何基于孔隙的缺陷之前铸件105离开炉150。结果，随后可以调节由第一加热操作台120中的加热单元160产生的热量输出，以便以所需的第一加热速率122连续加热铸件105，使得在铸件105到达中间门164之前或基本上同时铸件105的温度112达到第一铸件温度125。
在另一方面，第一加热操作台120的温度可以保持在第一铸件温度125下，并且可以延长持续时间(t1)124，直到在铸件105和第一加热操作台120中的加热空气之间逐渐建立热平衡。这可以产生由替代的加热速率123限定的替代的铸件温度线113，该替代的加热速率随着铸件缓慢接近与第一操作台温度的热平衡状态而在整个第一加热操作台120中连续减小，类似于上面的图1所示。第二加热操作台130的温度同样可以保持在第二铸件温度135下，但是在第二加热操作台130的开始处采用附加热量输入，以使铸件快速地在铸件105和第二加热操作台130中的加热空气之间达到热平衡。
在图2中所示的固溶热处理方法110和图3中所示的固溶热处理系统150的代表性实施方案中，形成铸件105的特定铝合金的预定的硅固溶温度114可以是约445℃，且预定的合金化金属固溶温度118可以是约485℃。因此，第一铸件温度125可以是约440℃，第二铸件温度135可以是约490℃，并且随着铸件通过引入门156进入炉150，铸件105的初始温度121可以是约20℃。这导致在第一加热阶段中约420℃的温度升高和在第二加热阶段中约50℃的温度升高。为了说明的目的，第二加热阶段130的持续时间(t2)134可以设定为18分钟。
图3中的代表性工艺炉150包括七个加热单元160，其中中间门164位于第四和第五加热单元之间。将输送机链的速度设定为恒定的速率，使得铸件105在18分钟内从中间门164横穿第二加热操作台到排出门158，基于本领域技术人员理解的计算，对于铸件通过前四个加热单元160过渡第一加热操作台120的持续时间(t1)变为约24分钟。这可以导致在第一加热操作台120的大部分期间约20℃/分钟的平均第一加热速率122，随着铸件105接近440℃的第一铸件温度125，加热速率则显著逐渐减小，如图2所示。
一旦铸件105移动通过第一过渡区129即中间门164进入第二加热操作台130，则可将约25℃/分钟的初始第二阶段加热速率132施加到铸件以在约3分钟内将其温度快速升高至490℃的第二铸件温度135，随着铸件接近第二铸件温度135，加热速率132逐渐变小。然后可在该工艺110的基本等温部分137中将铸件在第二铸件温度135下保持第二加热阶段30中的剩余15分钟，直到铸件到达排出门158并移动通过第二过渡区139以离开炉150并进入淬火阶段140(淬火站在图3中未示出，但是本领域技术人员已知)。此外，在图2-3的代表性实施方案中，铸件105在等于或高于如上所定义的预定的合金化金属固溶温度118下(t3)/(t2)处理时间比可以为约(16分钟/18分钟)或约89％，因为铸件在第二铸件温度135之前达到预定的合金化金属固溶温度118。
在通过第二过渡区139并进入淬火阶段140之后，铸件105可以在小于3分钟内并且以可大于80℃/min的冷却速率从490℃的第二铸件温度135冷却到小于250℃的淬火温度145。
在图3中也可见，在一个方面，可以改变中间门164沿着炉外壳154的长度的位置，以更好地适应特定的铝合金铸件的所需铸件温度曲线。例如，如果在炉外壳154的中心的每个加热单元160之间设置空白区域166，并且在不使用时用隔绝间隔物167填充，则然后中间门164可以根据需要向上游或下游移动以将相邻的加热单元分别重新分配到第二加热操作台130或第一加热操作台120中。通过为用户提供超出输送机链152的速度的附加变量和加热器组件162的输出以优化第二加热阶段中的(t3)/(t2)定时比，这个特征比在固定位置具有中间门的炉具有优势。
此外，将领会，第二加热操作台130的第一加热单元中的加热器组件的输出可能不足以将初始或第二加热速率132升高到所需值。在这种情况下，可以将一个或多个附加加热装置168(例如附加加热器或热空气喷嘴)添加到受影响的加热单元，以将额外的热量引导到铸件105上并提供初始或第二加热速率132的提升，其将在缩短的时间段内将铸件的温度升高到第二铸件温度135。对于具有可调节的中间门164的炉150，也可以在每个额外的可选位置处设置填充有隔绝间隔物169的空支撑固定件，使得附加加热装置168可与中间门164一起重新定位。
图4中示意性地示出的工艺炉170示出了用于适合特定HPDC铝合金铸件的所需铸件温度曲线的另一种选择。类似于前述实施方案，工艺炉170通常包括隔绝外壳174，并且具有在入口端处的引入门176，将外壳分成第一加热操作台120和第二加热操作台130的中间门184，以及在出口端处的排出门178。炉150还包括沿着炉170的长度连续排列的多个加热单元180，每个加热单元180包括加热器组件182，该加热器组件182向下延伸穿过顶部，以将加热的空气向下引导到外壳154中从而撞击到下方的铸件105上，该铸件在输送机系统上正在缓慢穿过炉。还可以在中间门184的下游紧邻添加另外的加热装置188，以提供第二加热阶段130的初始或第二加热速率132的提升。
然而，在工艺炉170的该实施方案中，中间门184沿着外壳154的长度的位置可以是固定的，并且输送机系统可以包括具有独立可控的运行速度的输送机链172、173(即并行同步的链对)。两个独立可控的输送机链172、173可以向用户提供独立配置第一加热操作台的持续时间(t1)和第二加热操作台的持续时间(t2)的能力，这又可以允许优化在第二加热操作台130中的第一加热速率122和(t3)/(t2)处理时间比两者。在一个方面，两个输送机链172、173可以在第一过渡区129(即中间门184)处相遇在一起，如图4所示，而在其它方面，输送机链可以在炉外壳174内的另一位置(例如在第二加热操作台130内和中间门184下游的位置(未示出))处相遇在一起。
图5和6一起示出了适用于分批热处理工艺的固溶热处理方法210(图5)和固溶热处理系统250(图6)的另外的代表性实施方案。与上述实例类似，固溶热处理方法210可以包括多个HDPC铸造铝合金部件205的所需铸件温度曲线，其具有约440℃的硅固溶温度214和约510℃的合金化金属固溶温度218。因此，第一铸件温度225可以是约435℃，第二铸件温度235可以是约515℃，并且在固溶热处理工艺开始时铸件205的初始温度221可以是约20℃。这导致在第一加热阶段中约415℃的温度升高和在第二加热阶段中约75℃的温度升高。为了说明的目的，第二加热阶段230的持续时间(t2)234可以设定为21分钟。
在图6的平面图中示出的固溶热处理系统250可以包括并排排列的多个分批型热处理炉260。每个炉260可以包括隔绝外壳262，并且在一侧具有进入门264，并且所有进入门264面向相同的方向。每个炉260还可以包括至少一个主加热器组件266，其向下延伸穿过外壳264的顶部，并且包括例如加热器单元和电动机驱动的鼓风机，该鼓风机将加热的空气向下驱动到外壳262中，通常制定外壳的尺寸以接收已经以间隔和/或堆叠的关系装载到托盘或机架上的多个铸件205，使得加热的空气可以基本均匀地施加到每个铸件。在一个方面，主加热器组件266可以被配置为提供可变热输出，例如采用可增加加热的空气流入外壳262中的变频电动机驱动器267。在另一方面，热处理炉260可以设置有一个或多个附加的辅助加热器268，例如附加加热器或高流量热空气喷嘴，以提供初始或第二加热速率232的提升，这将使铸件205的温度在缩短的时间段内升高到第二铸件温度235。
还如图6所示，固溶热处理系统250还可以包括可移动的淬火站270，其在每个炉260中的进入门264(即第二过渡区239)前面来回平移，以在将铸件从炉260中取出之后接收并立即将加热的铸件机架淬火。淬火站通常包括外壳272，其中至少一个开口274指向炉260，用于接收铸件机架，并且该外壳还支撑冷却系统276，例如上述的液体喷淋冷却系统或强制空气或气体冷却系统。在一个方面，可移动的淬火站270可以被支撑在可以在轨道278上在各个炉之间移动的轮式托架上。如本领域技术人员将领会的，淬火站270的移动可以与在每个分批型炉260中进行的热处理循环同步，使得淬火站准备好在每批铸件到达其第二加热操作台230的结尾时接收经处理的铸件。
在使用图6的固溶热处理系统250的分批型热处理炉260的情况下，第一加热操作台220和第二加热操作台230之间的第一过渡229可以是“虚拟”过渡，其包括将铸件的加热速率从第一加热操作台中的第一加热速率222增加到第二加热操作台230中的初始或第二加热速率232。在一个方面，可以通过来自主加热器组件266的增加的热输出来实现加热速率的增加，例如采用变频电动机驱动器267的速度的增加，或通过临时激活一个或多个附加的辅助加热器268(如上所述)。
尽管由炉室内的重复热循环产生的分批型热处理可能的低效率，但图6的热处理炉260提供的一个优点是，第一加热操作台220的持续时间(t1)224可以由第一加热速率222限定，而第二加热操作台230的持续时间(t2)233可以由进入门264的打开和从炉外壳262移出铸件205来限定。对于图5所示的铸件温度曲线212，例如，第一加热操作台220的持续时间(t1)224可以由用户定制限定以实现约415℃的所需第一加热操作台温度升高。此外，在第二加热操作台230的持续时间(t2)234被设定为21分钟以避免发展任何基于孔隙的缺陷的情况下，可以随后将第二加热操作台230中的初始或第二加热速率232设定为约30℃/分钟，以在不到三分钟的时间内实现75℃的第二加热操作台温度升高。这可以导致在第二铸件温度235下约18分钟的工艺210的基本等温部分237，以及如上所定义的在等于或高于预定的合金化金属固溶温度218下铸件205的约(19分钟/21分钟)或约90％的(t3)/(t2)处理时间比。
图7A-7D是可以用于在两个主输送机链312、316(即两个同步的链对)之间移动铸件305的代表性转移装置320的示意图，类似于图4中所示的两个输送机链。转移装置320通常包括第三转移输送机链(即也是同步的链对)，其位于主输送机链的各个链之间，同时延伸穿过第一主输送机链312和第二主输送机链316的相邻端之间的间隙。如图所示，主输送机链312、316的相邻端可以位于中间门314的任一侧上，中间门314将炉外壳的内部分成第一加热操作台和第二加热操作台(未示出)。此外，并且如上所述，主输送机链312、316可以独立地以可单独配置的操作速度控制。
在图7A所示的非活动位置中，转移输送机链322的顶表面324可以定位在主输送机链312的顶表面下方，使得跨越主输送机链312并在其上支撑铸件305的托盘能够被承载在转移装置320的位于第一加热操作台内的第一端321上方。然后可以停止主输送机链312并且转移输送机链322通过在转移输送机链322的两端321、325处旋转成角度的支撑连杆331、335而升高，如图7B所示。在一个方面，支撑连杆331、335可以旋转约18度，使得整个转移输送机链322以基本均匀的方式升高约3/4英寸。这允许转移输送机链322的顶表面324接合托盘的底部，并且将铸件305从第一主输送机链312提起。与转移输送机链322升高的同时，划分炉外壳的内部的中间门314也可以升高以准备在加热操作台之间转移铸件305。
如图7C所示，然后可启动转移输送机链322，以使铸件305通过开口移动并进入第二加热操作台。转移输送机链322可以由位于转移装置320的一端的铰接连杆337操作，该铰接连杆337可以用于使支撑连杆331、335旋转以升高转移输送机链322和/或使传送机链对在各自组的带齿轮的辊(geared roller)上转动。在铸件305进入第二加热操作台之后，通过将成角度的支撑连杆331、335旋转回到其不起作用的位置，转移输送机链322可以停止和降低，这允许支撑铸件305的托盘支撑在第二主输送机链316的内端，如图7D所示。同时，中间门314可以下降以关闭第一和第二加热操作台之间的开口，从而保持炉的两个部分之间的温差。然后可以重新启动两个主输送机链312、316，以在第二主输送机链316上将转移的铸件305向前移动通过第二加热操作台，而另一个铸件(未示出)通过第一主输送机链被运载朝向中间门314。
如上所述，就发明人认为表示实现本发明的最佳模式的优选实施方案和方法而言，对本发明进行了描述。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对复合基材的所示和示例性实施方案进行广泛的增加、删除和修改(细节和总体)。在不脱离仅由所附权利要求约束的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行这些和其他修订。

Claims (26)

1.用于对由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件进行热处理的方法，该方法包括：
将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；
提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热至第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；
将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段；和
将该铸件淬火至低于约250℃的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一铸件温度比该预定的硅固溶温度低不到5℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该第二铸件温度比该预定的合金化金属固溶温度高不到5℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该铸件已经在高压压铸工艺中成形。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括在提高输入到该铸件的热量的速率之前将该铸件在该第一铸件温度下保持大于约2分钟的时间段。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持大于约2分钟的时间段。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将该铸件保持在该第二铸件温度，直到该铸件实现大于约50％的处理时间比，该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。
8.根据权利要求7所述的方法，其中该铸件实现约70％和约90％之间的处理时间比。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在小于约5分钟的时间段内将该铸件从该第一铸件温度加热到该第二铸件温度的5℃内。
10.根据权利要求1所述的方法，其中该硅成分占该铝合金的约6重量％和约20重量％之间。
11.根据权利要求1所述的方法，其中该至少一种金属合金化成分选自铜、镁和锰。
12.用于对具有硅成分和至少一种金属合金化成分的压铸造铝合金铸件进行热处理的方法，该方法包括：
将铸件移动到保持在第一操作台温度下的炉的第一加热操作台；
将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；
将该铸件从该第一加热操作台移动到与该第一加热操作台分开并保持在大于该第一操作台温度的第二操作台温度下的炉的第二加热操作台；
提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；
将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段；
从炉的第二加热操作台移出该铸件；和
将该铸件淬火至低于约250℃的温度。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括将该铸件保持在该第二铸件温度，直到该铸件实现大于约50％的处理时间比，该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。
14.根据权利要求13所述的方法，其中该铸件实现约70％和约90％之间的处理时间比。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括在小于约5分钟的时间段内将该铸件从该第一铸件温度加热到该第二铸件温度的5℃内。
16.根据权利要求12所述的方法，其中将该铸件从该第一加热操作台移动到该第二加热操作台还包括使该铸件移动通过分隔该第一加热操作台与该第二加热操作台的中间门。
17.用于对具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金铸件进行热处理的系统，该系统包括：
第一加热操作台，其被配置为将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；
第二加热操作台，其被配置为提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；
限定该第一加热操作台的开始的引入门；
分隔该第一加热操作台与该第二加热操作台的中间门；
限定该第二加热操作台的结尾的排出门；和
至少一个输送装置，其被配置成将该铸件从该引入门通过该第一加热操作台和该第二加热操作台输送到该排出门。
18.根据权利要求17所述的系统，其中该至少一个输送装置被配置为将多个铸件在该第二加热操作台内保持大于约3分钟且小于约30分钟的时间段。
19.根据权利要求17所述的系统，其中该至少一个输送装置被配置成以基本恒定的速度从该引入门穿过到该排出门将多个铸件传送通过该炉。
20.根据权利要求19所述的方法，其中该至少一个输送装置还包括输送机链。
21.根据权利要求20所述的方法，其中该中间门的位置可沿该炉的长度重新定位。
22.根据权利要求17所述的系统，其中该至少一个输送装置被配置成输送多个铸件以第一速度通过该炉的该第一加热操作台并且以不同于第一速度的第二速度通过该炉的该第二加热操作台。
23.根据权利要求22所述的系统，其中该至少一个输送装置还包括至少两个输送机链。
24.根据权利要求17所述的系统，还包括在该中间门的下游并且与该中间门相邻的至少一个高流量热空气喷嘴，以用于在进入该第二加热操作台时将加热的空气引导到多个铸件上。
25.对由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件进行热处理的方法，该方法包括：
将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度小于预定的硅固溶温度，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；
将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度大于预定的合金化金属固溶温度，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；
将该铸件在该第二铸件温度下保持大于约5分钟且小于约20分钟的时间段；和
将该铸件淬火至低于约250℃的温度。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括将该铸件保持在第二铸件温度，直到该铸件实现大于约50％的处理时间比，该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。
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