CN107739935A - 一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，其特征在于：所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu0.9～1.3％、Fe0.28～0.39％、Sr0.08～0.16％、Zn0.12～0.25％、Ga0.08～0.10％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％。热处理工艺步骤：(1)固溶处理；(2)一次淬火处理；(3)高温短时时效；(4)二次淬火处理。本发明是一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，使铝合金具有优良的加工性能和较高的导热系数，且获得了经变质细化的铝合金组织，提高了铝合金的机械性能，使铝合金具有优良的加工性能和较高的导热系数，且获得了经变质细化的铝合金组织，提高了铝合金的机械性能。

Description

一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金的热处理方法，具体涉及一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法。属于铝制品加工技术领域。
背景技术
对于高强铝合金，随着Zn、Mg等主合金元素含量的提高，其峰值强度上升而断裂韧性降低，限制了该合金的进一步应用。为了充分发挥超高强铝合金的强度优势，必须同时提高其韧性性能。发动机的气缸体和缸盖均要求材料的导热性能好、抗腐蚀能力强，而铝合金在这些方面具有非常突出的优势；但铝合金与钢结构相比，在强度方面有所欠缺，因此，提高铝合金材料的强度、硬度成为研究的重点。从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明的目的是提供一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
1.所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu0.9～1.3％、Fe0.28～0.39％、Sr0.08～0.16％、Zn0.12～0.25％、Ga0.08～0.10％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
①固溶处理：将合金元素以溶质原子的形式溶入基体中，固溶处理工艺为460℃～500℃/60分钟；
②一次淬火处理：将固溶处理时形成的平衡溶质原子和平衡空位以过饱和形式保留至低温，淬火介质为冰水或室温水；
③高温短时时效：促进过饱和溶质原子以溶质原子团簇或GP区的形式形核或析出，保证晶界平衡相析出较少且不连续，高温时效工艺为100℃～140℃/30分钟～180分钟；
④二次淬火处理。
优选地，所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu1.1％、Fe0.35％、Sr0.13％、Zn0.2％、Ga0.09％。
优选地，所述步骤①固溶处理：480℃/60分钟。
优选地，所述步骤②一次淬火处理：固溶处理后立即进行室温冷水淬火处理，淬火转移时间＜60秒。
优选地，所述步骤③高温短时时效：120℃/30分钟。
优选地，所述步骤④二次淬火处理、低温时效200h。
本发明的有益效果是：提供一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，通过合理配比，并特别添加了Ga、Er元素，使铝合金具有优良的加工性能和较高的导热系数，且获得了经变质细化的铝合金组织，提高了铝合金的机械性能。选择了适当的熔炼和热处理工艺参数，使生产的铝合金材料内部无气孔，在抗拉强度、屈服强度也有大幅提升，且韧性大、抗压性能好，还具有良好的耐腐蚀性，可以满足发动机构件的要求。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法。
实施例1：
一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
1.所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu1.1％、Fe0.35％、Sr0.13％、Zn0.2％、Ga0.09％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
①固溶处理：将合金元素以溶质原子的形式溶入基体中，固溶处理工艺为480℃/60分钟。
②一次淬火处理：将固溶处理时形成的平衡溶质原子和平衡空位以过饱和形式保留至低温，淬火介质为冰水或室温水，淬火转移时间＜60秒。
③高温短时时效：促进过饱和溶质原子以溶质原子团簇或GP区的形式形核或析出，保证晶界平衡相析出较少且不连续，高温时效工艺为120℃/30分钟。
④二次淬火处理：低温时效200h。
实施例2：
一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
1.所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu0.9％、Fe0.28％、Sr0.08％、Zn0.12％、Ga0.08％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，步骤如下：
①固溶处理：将合金元素以溶质原子的形式溶入基体中，固溶处理工艺为460℃/60分钟。
②一次淬火处理：将固溶处理时形成的平衡溶质原子和平衡空位以过饱和形式保留至低温，淬火介质为冰水或室温水，淬火转移时间＜60秒。
③高温短时时效：促进过饱和溶质原子以溶质原子团簇或GP区的形式形核或析出，保证晶界平衡相析出较少且不连续，高温时效工艺为140℃/180分钟；
④二次淬火处理：低温时效200h。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，其特征在于：所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu0.9～1.3％、Fe0.28～0.39％、Sr0.08～0.16％、Zn0.12～0.25％、Ga0.08～0.10％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，其特征在于，步骤如下：
(1)固溶处理：将合金元素以溶质原子的形式溶入基体中，固溶处理工艺为460℃～500℃/60分钟；
(2)一次淬火处理：将固溶处理时形成的平衡溶质原子和平衡空位以过饱和形式保留至低温，淬火介质为冰水或室温水；
(3)高温短时时效：促进过饱和溶质原子以溶质原子团簇或GP区的形式形核或析出，保证晶界平衡相析出较少且不连续，高温时效工艺为100℃～140℃/30分钟～180分钟；
(4)二次淬火处理。
3.根据权利要求1、2所述的一种改善铝合金发动机附件性能的热处理工艺及方法，其特征在于：
所述铝合金的组分及各组分的质量百分比为：Cu1.1％、Fe0.35％、Sr0.13％、Zn0.2％、Ga0.09％。
①固溶处理：480℃/60分钟；
②一次淬火处理：固溶处理后立即进行室温冷水淬火处理，淬火转移时间＜60秒；
③高温短时时效：120℃/30分钟；
④二次淬火处理、低温时效200h。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1680616A (zh) * 2004-04-08 2005-10-12 中南大学 一种改善超高强铝合金强韧性的热处理工艺
CN105603270A (zh) * 2016-01-27 2016-05-25 广西平果铝合金精密铸件有限公司 一种发动机构件用压铸铝合金及其生产方法

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