CN112662967A - 一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，具体步骤为：将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理8～24h；将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至490～500℃，保持5～6h，完成热处理过程；热处理完成后进行空气冷却。本发明处理后的产品力学性能和表面精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及铸件热处理的技术领域，尤其涉及一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法。
背景技术
目前，在铝合金铸件的加工领域里，铸件的加工难度大、粘刀，铸件的强度较低，以至于后续工作环境中，会出现裂纹大、磨损快、易腐蚀和强度不达标等问题，因此，在加工铝合金铸件前必须先进行热处理，以提高其加工性能和轻度指标。
现有的热处理工序多集中在铸件铸造完成之后，而忽略了铸造过程中的处理过程的重要性，导致后期进行热处理的过程不能提高铸件的各种性能，达不到热处理的效果。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，具体步骤为：
S1、充型
将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；
S2、开模
保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；
S3、冷却处理，
将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理8～24h；
S4、加热保温处理
将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，预热区域的上限温度为300～450℃，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至490～500℃，保持5～6h，完成热处理过程；
S5、空冷
热处理完成后的铸件进行空气冷却。
步骤S1充型过程中铝液的温度为650～700℃，时间为10～15s，压力为0.025～0.03MPa。
步骤S2开模过程中，保持压力为0.03～0.035MPa，保压时间为220～250s，冷却时间为40～50s。
步骤S3中，铸件风冷的冷却时间为15～20min。
步骤S3中，深冷的液氮温度为-200～-197℃
步骤S4加热保温处理过程中，预热区域使用PTC陶瓷进行预热。
步骤S4加热保温处理过程中，加热保温区域只在预热区域达到上限温度以下50～100℃时启动，以节省电能。
本发明的有益效果是：本发明在固溶铸造过程中就控制各项参数，保证铸造的稳定性，并采用风冷、水雾化的方式对其进行初步冷却，之后采用深冷的方式，铸件在深冷作用下，将收缩产生巨大的收缩应力，在组织中引入大量位错，这些位错和溶质原子产生交互作用，引起强化，大量位错也为后续加热保温处理提供更多的形核质点，加热保温处理后的产品力学性能和表面精度更高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例1：
一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，具体步骤为：
S1、充型
将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；
S2、开模
保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；
S3、冷却处理，
将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理8h；
S4、加热保温处理
将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，预热区域的上限温度为300℃，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至490℃，保持5h，完成热处理过程；
S5、空冷
热处理完成后的铸件进行空气冷却。
步骤S1充型过程中铝液的温度为650℃，时间为10s，压力为0.025MPa。
步骤S2开模过程中，保持压力为0.03MPa，保压时间为220s，冷却时间为40s。
步骤S3中，铸件风冷的冷却时间为15min。
步骤S3中，深冷的液氮温度为-200℃
步骤S4加热保温处理过程中，预热区域使用PTC陶瓷进行预热。
步骤S4加热保温处理过程中，加热保温区域只在预热区域达到上限温度以下50℃时启动，以节省电能。
具体实施例2：
一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，具体步骤为：
S1、充型
将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；
S2、开模
保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；
S3、冷却处理，
将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理24h；
S4、加热保温处理
将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，预热区域的上限温度为450℃，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至500℃，保持6h，完成热处理过程；
S5、空冷
热处理完成后的铸件进行空气冷却。
步骤S1充型过程中铝液的温度为700℃，时间为15s，压力为0.03MPa。
步骤S2开模过程中，保持压力为0.035MPa，保压时间为250s，冷却时间为50s。
步骤S3中，铸件风冷的冷却时间为20min。
步骤S3中，深冷的液氮温度为-197℃
步骤S4加热保温处理过程中，预热区域使用PTC陶瓷进行预热。
步骤S4加热保温处理过程中，加热保温区域只在预热区域达到上限温度以下100℃时启动，以节省电能。
具体实施例3：
一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，具体步骤为：
S1、充型
将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；
S2、开模
保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；
S3、冷却处理，
将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理15h；
S4、加热保温处理
将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，预热区域的上限温度为380℃，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至495℃，保持5.5h，完成热处理过程；
S5、空冷
热处理完成后的铸件进行空气冷却。
步骤S1充型过程中铝液的温度为680℃，时间为12s，压力为0.028MPa。
步骤S2开模过程中，保持压力为0.032MPa，保压时间为235s，冷却时间为45s。
步骤S3中，铸件风冷的冷却时间为18min。
步骤S3中，深冷的液氮温度为-198℃
步骤S4加热保温处理过程中，预热区域使用PTC陶瓷进行预热。
步骤S4加热保温处理过程中，加热保温区域只在预热区域达到上限温度以下75℃时启动，以节省电能。
本发明在固溶铸造过程中就控制各项参数，保证铸造的稳定性，并采用风冷、水雾化的方式对其进行初步冷却，之后采用深冷的方式，铸件在深冷作用下，将收缩产生巨大的收缩应力，在组织中引入大量位错，这些位错和溶质原子产生交互作用，引起强化，大量位错也为后续加热保温处理提供更多的形核质点，加热保温处理后的产品力学性能和表面精度更高。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、充型
将融化的铝液在密封的保温炉内，通入干燥的压缩空气，在压力的作用下，铝液通过升液管进入模具型腔，凝固成型；
S2、开模
保温炉内保持一定压力和时间后，自动泄压，冷却，模具开模；
S3、冷却处理，
将铸件吊放到风冷床上，启动风机，进行风冷，同时采用高压水泵进行水雾化对铸件进行冷却；随后将铸件投入到液氮中进行深冷处理8～24h；
S4、加热保温处理
将铸件放入热处理炉内，先在预热区内预热，预热区域的上限温度为300～450℃，达到预热区域上限温度后下降到加热保温区域，升温至490～500℃，保持5～6h，完成热处理过程；
S5、空冷
热处理完成后的铸件进行空气冷却。
2.根据权利要求1所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S1充型过程中铝液的温度为650～700℃，时间为10～15s，压力为0.025～0.03MPa。
3.根据权利要求2所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S2开模过程中，保持压力为0.03～0.035MPa，保压时间为220～250s，冷却时间为40～50s。
4.根据权利要求3所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S3中，铸件风冷的冷却时间为15～20min。
5.根据权利要求4所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S3中，深冷的液氮温度为-200～-197℃。
6.根据权利要求5所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S4加热保温处理过程中，预热区域使用PTC陶瓷进行预热。
7.根据权利要求6所述的一种精密机械加工用铝合金铸件热处理方法，其特征在于，步骤S4加热保温处理过程中，加热保温区域只在预热区域达到上限温度以下50～100℃时启动，以节省电能。
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