鋁鑄件的熱處理工藝是提升鑄件性能的重要步驟,退火處理的主要目的是消除鋁鑄件在鑄造、加工等過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,減少變形,增大鑄件的塑性,同時在程度上提高鑄件的韌性,鋁鑄件的退火處理是一個復(fù)雜而重要的工藝過程,需要嚴(yán)格控制各項參數(shù)和條件以確保退火效果和質(zhì)量。
鋁鑄件的熱處理工藝主要包括以下幾個方面:
一、退火處理
定義:將鋁鑄件加熱到較高的溫度(一般為300℃左右),保溫時間后,隨爐冷卻到室溫的工藝稱為退火。
目的:退火處理的主要目的是消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定鑄件尺寸,減少變形,并增大鑄件的塑性。
操作要點:退火通常在專用的鋁合金退火爐內(nèi)進行,室溫裝爐升至預(yù)定溫度,根據(jù)鑄件厚度和裝爐量的大小以及擺放的形式,合理確定保溫時間,一般為2~3小時。隨后斷電打開爐門將鑄件散落在冷卻臺上空冷,嚴(yán)禁堆集。
二、固溶處理
定義:把鑄件加熱到盡可能高的溫度(接近于共晶體的熔點),在該溫度下保持足夠長的時間,隨后快速冷卻,使強化組元在鋁中大限度地溶解,這種高溫狀態(tài)被固定保存到室溫的過程稱為固溶處理,俗稱淬火。
目的:固溶處理旨在提高鑄件的強度和塑性,同時合金的耐腐性能。
操作要點:固溶處理的加熱溫度是關(guān)鍵,需確保達到強化組元在鋁中的大溶解度,且保溫時間需足夠長以確保均勻溶解??焖倮鋮s則有助于形成均勻細小的晶粒結(jié)構(gòu)。
三、時效處理
定義:將固溶處理后的鑄件加熱到某一溫度,保溫時間后出爐,在空氣中緩慢冷卻到室溫的工藝稱為時效。如果時效強化是在室溫下進行的稱為自然時效,如果時效強化是在高于室溫并保溫一段時間后進行稱為人工時效。
目的:時效處理的主要目的是使過飽和固溶體分解,從而使合金基體的點陣恢復(fù)到比較穩(wěn)定的狀態(tài),提高鑄件的強度和耐熱性。
操作要點:時效處理的溫度和時間需根據(jù)具體合金和性能要求來確定。不人工時效可使鑄件獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,而人工時效則可使鑄件獲得大的強度。
四、冷熱循環(huán)處理(或穩(wěn)定化回火)
定義:多次將鑄件冷卻到零下溫度,保溫時間再加熱到鑄件的工作溫度的過程稱為冷熱循環(huán)處理,有時也被稱為穩(wěn)定化回火。
目的:冷熱循環(huán)處理旨在通過多次加熱和冷卻引起固溶體點陣收縮和膨脹,使各相的晶格發(fā)生少許位移,從而使相質(zhì)點處于更加穩(wěn)定的狀態(tài),提高鑄件尺寸的穩(wěn)定性,特別適用于精密零件的制造。
總結(jié)
鋁鑄件的熱處理工藝是確保鑄件性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過合理的退火、固溶處理、時效處理和冷熱循環(huán)處理(或穩(wěn)定化回火),可以顯著提升鑄件的力學(xué)性能、耐腐性能和尺寸穩(wěn)定性,滿足不同應(yīng)用場景的需求。