一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料熱處理工藝，具體來說是一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱 處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] Al-Si合金是一種重要的鑄造合金，它具有密度低、比強度高、熱膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn) 定性好、耐磨、耐蝕等優(yōu)點，而且隨著合金中硅含量的增加，合金的磨損量、密度、線膨脹系 數(shù)、腐蝕量均直線下降。基于以上優(yōu)點，目前Al-Si合金被廣泛用于制作發(fā)動機活塞、化油 器、汽缸體、缸蓋、機車減震器等零部件。但在常規(guī)鑄造 Al-Si合金中，隨著含Si量的增加， 組織中常存在針片狀的共晶硅和粗大的板條狀初晶硅，它嚴(yán)重割裂合金基體，降低材料的 力學(xué)性能，惡化切削加工性能，制約了鑄造 Al-Si合金的廣泛應(yīng)用。因此當(dāng)Si含量超過6% 時就必須進(jìn)行變質(zhì)處理，以此改變Si相尺寸和形態(tài)提高合金性能。盡管對于鑄造 Al-Si合 金的細(xì)化變質(zhì)以及熱處理工藝的研究也比較多，但由于合金牌號之間成分的差異，因此每 一牌號合金都需要相應(yīng)的細(xì)化變質(zhì)以及熱處理工藝以提高合金的綜合力學(xué)性能，為進(jìn)一步 開發(fā)新型壓鑄鋁合金做準(zhǔn)備。
[0003] 在實際生產(chǎn)中，通常采用變質(zhì)和熱處理相結(jié)合的方法來提高鋁硅合金的力學(xué)性 能。鋁硅合金的熱處理工藝主要包括固溶處理和時效處理兩種。ADC12合金和R14合金成 分中含有Cu、Mg元素，易與Si結(jié)合生成A12Cu和Mg2Si強化相，因此可以通過熱處理強化 的方式來提高合金性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的問題是，提供一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱處理工藝，提 高其綜合力學(xué)性能。
[0005] 為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì) 熔煉工藝，所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0006] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0007] ⑵用60_100°C的水進(jìn)行冷卻；
[0008] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0009] ⑷空冷至室溫。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)原理
[0011] 未變質(zhì)的ADC12合金經(jīng)過熱處理后，部分共晶硅相逐漸熔斷，發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，但 形態(tài)變化不大，大部分仍為長桿狀。加入0.6% Al-5Ti-B和0.6% RE的ADC12合金經(jīng)熱處 理后，桿狀共晶硅長度減小，全部發(fā)生鈍化，大部分為球化顆粒。經(jīng)熱處理后，球狀共晶硅的 形成方式有兩種：一種是粗針狀的共晶硅熔斷成細(xì)小顆粒后再發(fā)生球化，第二種是由原細(xì) 小的硅顆粒直接球化。未變質(zhì)的共晶硅要球化成顆粒是較為困難的，當(dāng)Al-5Ti-B和RE復(fù) 合細(xì)化處理后，共晶硅相的尺寸較小，共晶硅不需熔斷過程可直接球化，使球化的過程更加 容易進(jìn)行，從而改善ADC12合金的性能。
[0012] 未變質(zhì)R14合金顯微組織中存在粗大的板塊狀初晶硅，棱角尖銳且分布不均勻， 共晶硅為長針片狀。經(jīng)熱處理后，合金組織變化顯著，大塊初晶硅棱角發(fā)生了較為明顯的鈍 化，但其尺寸變化并不大，仍維持在60 μ m左右，而尺寸較小的初晶硅則由板塊狀鈍化為橢 球狀；長針狀的共晶硅相在熱處理后已基本消失，共晶硅發(fā)生了熔斷和球化的過程，大部分 轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚍植嫉亩贪魻罨蚯驙睢?br>【具體實施方式】
[0013] 下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不 能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明 作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0014] 實施例1
[0015] -種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱處理工藝，所用合金是ADC12合金，該合金是是 一種共晶型Al-Si合金，具有良好的鑄造性能（流動性好、收縮率低），比強度高、熱膨脹系 數(shù)小以及耐腐蝕。因此，被廣泛用于汽車、摩托車等制造業(yè)，其工藝包括以下步驟：
[0016] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0017] ⑵用60_100°C的水進(jìn)行冷卻；
[0018] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0019] ⑷空冷至室溫。
[0020] 熱處理前后合金物理性能參數(shù)對比
[0022] 實施例2
[0023] -種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，所用合金是R14合金，該合金是一種過共晶 型Al-Si合金，具有熱膨脹系數(shù)小、比重低、耐磨耐蝕性好和良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)點，被廣泛 應(yīng)用于壓鑄行業(yè)。未變質(zhì)過共晶Al-Si合金中，初晶硅顆粒十分粗大，共晶硅相為長針狀， 導(dǎo)致合金機械性能下降，另外硅相形態(tài)和分布也對性能有影響，其工藝包括以下步驟：
[0024] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0025] ⑵用60_100°C的水進(jìn)行冷卻；
[0026] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0027] ⑷空冷至室溫。
[0028] 熱處理前后合金物理性能參數(shù)對比
[0029]
[0030] 通過以上具體實施案例可以看出，選用本發(fā)明工藝獲得的產(chǎn)品經(jīng)測試，其抗拉強 度、延伸率和布氏硬度能等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作可靠性高，使用壽命長。
【主權(quán)項】
1. 一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱處理工藝，其特征在于，包括以下步驟： ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h; ⑵用60-100°C的水進(jìn)行冷卻； ⑶加熱至170°C，保溫12h; ⑷空冷至室溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，其步驟包括：⑴預(yù)熱：石墨粘土坩堝預(yù)熱到450±10℃溫度下保持10min；⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740℃充分融化，接著用鋁箔將0.7-0.75％六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時間為10min；⑶精煉扒渣；⑷細(xì)化變質(zhì)處理：在相應(yīng)溫度加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理；⑸靜置保溫10min；⑹扒渣澆注：扒渣出爐，在已準(zhǔn)備好的模腔內(nèi)澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預(yù)熱到200-250℃。本發(fā)明工藝流程有效的提高合金的綜合力學(xué)性能，為進(jìn)一步開發(fā)新型壓鑄鋁合金做準(zhǔn)備。
【IPC分類】C22F1/043
【公開號】CN105316608
【申請?zhí)枴緾N201510810318
【發(fā)明人】徐衛(wèi)明, 楊以振, 顧金才, 何云超
【申請人】張家港市廣大機械鍛造有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月20日