[發明專利]一種提高鋁合金鑄件性能的熱處理方法

在審

• 申請號: 201810369825.9
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108468004A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉野;劉洪匯;韓永華;張永;徐加平;呂俊杰
• 申請（專利權）人: 中國航發哈爾濱東安發動機有限公司
• 主分類號: C22F1/043
• 分類號: C22F1/043
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種提高鋁合金鑄件性能的熱處理方法，在傳統熱處理方法上，采用分級加熱、改進淬火劑介質以及進行更合理的時效溫度和時長，解決了原方式存在的不足，提高了ZL105合金鑄件的性能，使鑄件抗拉強度提高15％，延伸率提高25％，并且對于其他鑄造鋁合金熱處理具有一定的借鑒意義。

技術領域

本發明涉及一種熱處理方法，尤其是一種提高鋁合金鑄件性能的熱處理方法。

背景技術

目前，ZL105鋁合金零件均是根據HB5446的規定進行熱處理，熱處理狀態為T5，使用Ⅱ類熱處理爐，爐溫控制精度在±5℃內，先后經過固溶-淬火-時效三個階段，熱處理參數如下：

固溶：固溶溫度525℃，固溶時間3-5h；

淬火：60-80℃，淬火介質：水；

時效：時效溫度175℃，時效時間3-8h，空冷。

而該熱處理方法存在以下不足：

(1)ZL105合金共晶體的熔點溫度為539℃，而以上固溶溫度為525℃，固溶溫度相對于ZL105合金共晶體熔點溫度較低，固溶效果不好；

(2)ZL105合金固溶時間較短，影響強化元素的溶解速度，不利于合金性能的提升；

(3)淬火介質對于固溶后淬火效果有很大的影響，使用水作為淬火介質，具有操作簡單，對設備要求低，成本低的優點，但冷卻發明的目的速度受到水導熱系數的限制，鑄件冷卻速度較低和冷卻不均勻問題，容易產生熱應力；

(4)熱處理T5狀態為采用不完全人工時效，傳統參數采用的時效溫度和時效時間采用較高的時效溫度和較短的時效時間進行處理，不利于強度和塑性的提高。

通過上述方法進行熱處理后的鋁合金鑄件，其抗拉強度為230MPa，延伸率為1％，不能滿足某些領域的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高鋁合金鑄件的熱處理方法，針對HB5446中ZL105熱處理參數存在的不足，通過優化熱處理參數和流程，最終提高ZL105強度和塑性指標，即使熱處理后的鋁合金鑄件，其抗拉強度達到265MPa，延伸率達到1.3％。

本發明的具體技術方案是，所述的提高鋁合金鑄件性能的熱處理方法包括以下步驟：

1)將鑄件室溫裝入熱處理爐，熱處理爐升溫至518-522℃，保溫時間4-5h，然后升溫至528-532℃，保溫時間8-9h；

2)出爐淬火，淬火介質溫度：60-80℃，淬火介質：水+(18-20)％淬火劑。

3)室溫停留2-3h；

4)將鑄件室溫裝爐進行時效，時效溫度168-172℃，時效時間9-10h，出爐空冷。

本發明較傳統熱處理參數相對具有如下優勢：

(1)為了獲得最好的固溶強化效果，而又不使合金過燒，采用分級加熱的方法，即將固溶保溫分為兩個階段，在低熔點第一階段共晶溫度下保溫，使組元擴散溶解后，再升溫至第二階段固溶溫度下保溫，提高固溶強化效果；

(2)使用水和(18-20)％淬火劑作為淬火介質，與水相比，具有更高的熱容量、更大的導熱性、蒸發潛熱和粘滯性，降低鑄件在淬火過程中產生的熱應力，避免鑄件在淬火后產生裂紋；

(3)采用較低的時效溫度和較長的時效時間，有利于過飽和固溶體均勻化，有利于提高合金塑性指標。

本發明提高了ZL105合金性能，經過性能試驗，ZL105鑄件抗拉強度提高15％，延伸率提高25％，并且對于其他鑄造鋁合金熱處理具有一定的借鑒意義。

具體實施方式