CN107828999A - 一种压铸铝合金的热处理方法及压铸铝合金材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压铸铝合金的热处理方法及压铸铝合金材料，本发明提供的压铸铝合金的热处理方法包括如下步骤：把压铸件放置在热处理炉中，从20℃‑30℃开始，匀速升温至150℃‑170℃后进行保温，保温持续300‑500分钟，然后取出试样，空冷。本发明的压铸铝合金的热处理方法，步骤简单，能够避免压铸件热处理后的起泡和高温变形。

Description

一种压铸铝合金的热处理方法及压铸铝合金材料

技术领域

本发明属于铝合金材料热处理领域，具体涉及一种压铸铝合金的热处理方法及压铸铝合金材料。

背景技术

铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1)消除由于铸件结构(如璧厚不均匀、转接处厚大)等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2)提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3)稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4)消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。

T6固溶处理虽然对铸件的强度强化高。但是，普通的高速压铸不可避免地会对铸件造成一定的卷气。使用温度较高的T6固溶处理，若铸件本身的含气量得不到控制，导致气体分布集中或气孔较大，会导致压铸件T6热处理后产生起泡。同样针对厚度较薄的铸件，T6处理也容易引起压铸件高温变形。同时，T6热处理的工艺更复杂，且成本更高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供工艺简单，并且降低高温变形风险的压铸铝合金的热处理方法及压铸铝合金材料。

本发明提供一种压铸铝合金的热处理方法，包括如下步骤：

把压铸件放置在热处理炉中，从20℃-30℃开始，匀速升温至150℃-170℃后进行保温，保温持续300-500分钟，然后取出试样，空冷。

优选地，所述匀速升温的升温速度为5℃-10℃/分钟。

优选地，所述匀速升温的升温速度为8℃/分钟。

优选地，升温至155℃-165℃后进行保温。

优选地，升温至160℃后进行保温。

优选地，保温持续400-450分钟。

优选地，保温持续420分钟。

优选地，所述压铸件材料包含如下组分：

硅为6.5％-10％；铁为0.1-％0.5％；铜为0.3％-1％；锰为＜0.2％；镁为0.5％-1.5％，锌为＜0.3％；钛为0.1％-0.5％；锡为≤0.01％；铅为≤0.1％；镉为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。

本发明还提供一种由上述任一项实施例方法制备得到的压铸铝合金材料。

本发明的压铸铝合金的热处理方法，步骤简单，能够避免压铸件高温变形。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种压铸铝合金的热处理方法，包括如下步骤：

把压铸件放置在热处理炉中，从20℃-30℃开始，匀速升温至150℃-170℃后进行保温，此处所指的匀速升温不是绝对的匀速升温，升温速度在正负1℃/分钟左右的变化范围内均属于本实施例所指的匀速升温。

保温持续300-500分钟，然后取出试样，空冷。

在优选实施例中，匀速升温为5℃-10℃/分钟。

在优选实施例中，匀速升温为8℃/分钟。

在优选实施例中，升温至155℃-165℃后进行保温。

在优选实施例中，升温至160℃后进行保温。

在优选实施例中，保温持续400-450分钟。

在优选实施例中，保温持续420分钟。

在优选实施例中，压铸件材料包含如下组分：

硅为6.5％-10％；铁为0.1-％0.5％；铜为0.3％-1％；锰为＜0.2％；镁为0.5％-1.5％，锌为＜0.3％；钛为0.1％-0.5％；锡为≤0.01％；铅为≤0.1％；镉为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。

本发明还提供一种由上述任一项实施例方法制备得到的压铸铝合金材料。本实施例的压铸铝合金材料具有较好的抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度。

本发明实施例的压铸铝合金的热处理方法，为T5人工时效热处理，步骤简单，能够避免压铸件高温变形。

相对T6固溶处理，本发明实施例的压铸铝合金的热处理方法步骤简单，容易操作。T6处理一般需要经过固溶，淬水急冷，再经过人工时效，而本实施例的T5人工时效处理，可以省却两道工序，这样对热处理的时间和设备都降低了要求，节约了成本。

本实施例的T5人工时效处理，热处理的温度相对T6固溶处理要低得多，这样可以很大程度上避免压铸件高温变形的问题。同时，由于时效的温度低，很多压铸件因为含气量大或含气集中导致的高温起泡的问题，也得到较好的改善，基本避免了压铸件热处理起泡的问题。提高了产品的成品率。

实施例1

原料配比

按重量百分比计算：硅，含量为8.05％；铁，含量为0.319％；铜，含量为0.527％；锰，含量为0.0824％；镁，含量为1.062％，锌，含量为0.157％；钛，含量0.186％；锡，含量为≤0.00055％；铅，含量为≤0.0003％；镉，含量为≤0.0021；余量为铝。

制备过程

(1)向熔炉内投入硅及铝锭投料总量的90％，然后进行升温。

(2)加热并使其完全熔化后，进行3次以上搅拌，搅拌有助于材料合金化均匀化，搅拌每此不少于5分钟。用石墨材料制造的搅拌头，并进行低速的机械搅拌。

(3)待温度达到830-850℃之后，加入钛元素添加剂、铁元素添加剂和铜元素添加剂，熔化后再次进行搅拌均匀化。搅拌每此不少于5分钟。用石墨材料制造的搅拌头，并进行低速的机械搅拌。

(4)加入剩余10％的铝锭降温至760℃-780℃，得到金属液体。

(5)把精炼剂与氮气混合，一起喷吹至金属液体中。精炼剂为炉内金属总重的0.2-0.3％，同喷吹速度为0.5-0.7公斤/分钟，氮气的气压为0.15-0.25MPa。

(6)喷吹完毕后对金属溶液进行净置并除渣，然后加入镁，得到金属溶液。

(7)对金属溶液进行取样化验，检测成分。

(8)样品化验合格后，再使用氮气喷吹10分钟，加入含锆添加剂进行晶粒细化，再次净置10分钟。保持温度在760-780℃之间进行浇铸得到压铸铝合金材料。

热处理过程

将通过压铸后得到的铝合金压铸件放置在热处理炉中，从25℃开始使用接近匀速的升温速度，约为8℃/分钟，升温至160℃后进行保温，保温持续420分钟，然后取出试样，空冷。得到热处理后的压铸铝合金。

实施例2

原料配比

按重量百分比计算：硅，含量为7.98％；铁，含量为0.321％；铜，含量为0.606％；锰，含量为0.0828％；镁，含量为1.123％，锌，含量为0.156％；钛，含量0.187％；锡，含量为≤0.00013％；铅，含量为≤0.0003％；镉，含量为≤0.0021；余量为铝。

制备过程

(1)向熔炉内投入硅及铝锭投料总量的90％，然后进行升温。

(2)加热并使其完全熔化后，进行3次以上搅拌，搅拌有助于材料合金化均匀化，搅拌每此不少于5分钟。用石墨材料制造的搅拌头，并进行低速的机械搅拌。

(3)待温度达到830-850℃之后，加入钛元素添加剂、铁元素添加剂和铜元素添加剂，熔化后再次进行搅拌均匀化。搅拌每此不少于5分钟。用石墨材料制造的搅拌头，并进行低速的机械搅拌。

(4)加入剩余10％的铝锭降温至760℃-780℃，得到金属液体。

(5)把精炼剂与氮气混合，一起喷吹至金属液体中。精炼剂为炉内金属总重的0.2-0.3％，喷吹速度为0.5-0.7公斤/分钟，氮气的气压为0.15-0.25MPa。

(6)喷吹完毕后对金属溶液进行净置并除渣，然后加入镁，得到金属溶液。

(7)对金属溶液进行取样化验，检测成分。

(8)样品化验合格后，再使用氮气喷吹10分钟，加入含锆添加剂进行晶粒细化，再次净置10分钟。保持温度在760-780℃之间进行浇铸得到压铸铝合金材料。

热处理过程

将通过压铸后得到的铝合金压铸件放置在热处理炉中，从25℃开始使用接近匀速的升温速度，约为8℃/分钟，升温至160℃后进行保温，保温持续420分钟，然后取出试样，空冷。得到热处理后的压铸铝合金。

实施例3

将日系的ADC12进行热处理，热处理过程为：将ADC12铝合金压铸件放置在热处理炉中，从25℃开始使用接近匀速的升温速度，约为8℃/分钟，升温至160℃后进行保温，保温持续420分钟，然后取出试样，空冷。得到热处理后的压铸铝合金。ADC12的主要化学成分标准为：铜(Cu)1.5-3.5、硅(Si)9.6-12.0、镁(Mg)≤0.3、锌(Zn)≤1.0、铁(Fe)≤1.3、锰(Mn)≤0.5、锡(Sn)≤0.3、铅(Pb)≤0.1、镉(Cd)≤0.005、余量为铝(Al)。

效果实施例

将实施例1和实施例2制备的热处理前的铝合金压铸件及热处理后的铝合金压铸件，以及实施例3的ADC12合金热处理前和热处理后的的铝合金压铸件进行抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度测试。具体数据如表1所示。

表1

由表1的数据可以得到，本发明的压铸铝合金的热处理方法处理后的压铸铝合金具有较高的抗拉强度、屈服强度和硬度。虽然T5人工时效处理不如T6固溶处理对压铸件的强度强化高，但是对这种材料的性能强化也是非常明显的。

尤其是对实施例1和实施例2的压铸铝合金性能强化相对实施例3更佳。说明本发明的压铸铝合金的热处理方法对于压铸件材料成分为：硅为6.5％-10％；铁为0.1-％0.5％；铜为0.3％-1％；锰为＜0.2％；镁为0.5％-1.5％，锌为＜0.3％；钛为0.1％-0.5％；锡为≤0.01％；铅为≤0.1％；镉为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝的铝合金的增强效果更加明显。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

把压铸件放置在热处理炉中，从20℃-30℃开始，匀速升温至150℃-170℃后进行保温，保温持续300-500分钟，然后取出试样，空冷。

2.如权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，所述匀速升温的升温速度为5℃-10℃/分钟。

3.如权利要求2所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，所述匀速升温的升温速度为8℃/分钟。

4.如权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，升温至155℃-165℃后进行保温。

5.如权利要求4所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，升温至160℃后进行保温。

6.如权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，保温持续400-450分钟。

7.如权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，保温持续420分钟。

8.如权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，所述铸件包含如下组分：

硅为6.5％-10％；铁为0.1-％0.5％；铜为0.3％-1％；锰为＜0.2％；镁为0.5％-1.5％，锌为＜0.3％；钛为0.1％-0.5％；锡为≤0.01％；铅为≤0.1％；镉为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。

9.一种压铸铝合金材料，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的压铸铝合金的热处理方法处理得到。