铝合金热处理的请交流?

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我是从事铝合金热处理的,交流对彼此都有必要!!

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1  定义及其目的
    热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金组织。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。
2  热处理工艺分类
2．1 退火：
2．1．1 定义：退火就是将铝合金铸件加热到较高温度（一般300℃左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。
2．1．2 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。
2．2 固溶处理：
2．2．1 定义：固溶处理就是把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。
2．2．2 目的：提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。
2．3 时效处理：
2．3．1 定义：时效处理就是将铸件加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。
2．3．2 分类：
2．3．2．1 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和韧性。
2．3．2．2 完全人工时效 ：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。
2．3．2．3 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。
3  热处理状态代号及意义参见下表：
表1  热处理状态代号、名称及特点
代号 热处理状态名称  目的
T1  人工时效  提高硬度，改善加工性能，提高ZL104、ZL105等合金的强度。
T2  退火  消除内应力，消除机加工引起的加工硬化，提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。
T4  固溶处理   提高强度和硬度，获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。
T5  固溶处理+不完全人工时效  用以获得足够高的强度，并保持有高的塑性，但抗蚀性下降。
T6  固溶处理+完全人工时效  用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。
T7  固溶处理+稳定化回火  提高尺寸稳定性和抗蚀性，保持较高的力学性能。
T8  固溶处理和软化回火  获得尺寸的稳定性，提高塑性，但强度降低。

4  热处理工艺参数参见表2：


表2  常用铝合金（铝硅系）热处理规范
合金代号 状态 铸件壁厚mm 固溶处理 人工时效
使用设备 保温温度
（℃） 保温时间
（t） 冷却介质及
温度（℃） 使用设备 保温温度
（℃） 保温时间
（t） 冷却介质
ZL101 T2   / / / / 75型井式炉 300±10 2~4 空冷
T5   1#75型井式炉 503±10 2~6 水20~100 75型井式炉 150±10 2~4 空冷
2#75型井式炉 510±10 箱式回火炉
T6   1#75型井式炉 503±10 2~6 水20~100 75型井式炉 163±10 3~5 空冷
2#75型井式炉 510±10 箱式回火炉 175±10 3~5 空冷
ZL102 T2   / / / /   300±10 2~4 空冷
ZL104 T1   / / / / 75型井式炉 163±10 5~10 空冷
箱式回火炉 175±10 5~10 空冷
T6   1#75型井式炉 478±10 2~6 水20~100 75型井式炉 163±10 5~10 空冷
2#75型井式炉 473±10 箱式回火炉 175±10 5~10 空冷
ZL107 T5 ≤10 1#75型井式炉 458±10 6~8 水20~100 75型井式炉 160±10 6~8 空冷
2#75型井式炉 465±10 箱式回火炉 175±10 6~8 空冷
T5 >10 1#75型井式炉 465±10 6~8 水20~100 75型井式炉 160±10 6~8 空冷
2#75型井式炉 472±10 箱式回火炉 175±10 6~8 空冷
T6 ≤10 1#75型井式炉 458±10 6~10 水20~100 75型井式炉 160±10 6~8 空冷
2#75型井式炉 450±10 箱式回火炉 175±10 6~10 空冷
T6 >10 1#75型井式炉 465±10 6~10 水20~100 75型井式炉 160±10 6~10 空冷
2#75型井式炉 460±10 箱式回火炉 175±10 6~10 空冷
ZL111 T1   / / / /   175±10 5~10 空冷
T6   1#75型井式炉 490±10
500±10 2~4
2~4 /
水60~100   /
175±10 /
3~5 /
空冷
2#75型井式炉 490±10
500±10 2~4
2~4 /
水60~100 /
175±10 /
3~5 /
空冷
CF105002 T1   / / / /   175±10 5~10 空冷

注：表中未注明要求的，表示可通用于任何情况。


5  热处理操作要点：
5．1 热处理用炉的准备：
5．1．1 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是否正常、合格。
5．1．2 检查在正常工作条件下，炉膛各处温差是否在规定范围（±5℃）内。
5．1．3 起重设备是否正常、可靠。
5．2 装炉：
5．2．1 待处理的铸件应按合金牌号、外廓尺寸、铸件壁厚及热处理规范进行分类。
5．2．2 检查铸件质量的单铸试棒，应与同炉浇注的铸件同炉热处理。
5．2．3 中小型铸件用专门的框架组成一批，一起装炉。大型铸件应单个放在专用架上装炉。
5．3 加热及保温：
5．3．1 送电加热时，应同时开动风扇和控温仪表。
5．3．2 加热应当缓慢（一般为100℃/h）。对复杂铸件，应在较低温度下装炉（300℃以下），并使加热至淬火温度的时间为2小时左右。
5．3．3 在保温期间，应定时校正炉膛工作区域温度。
5．3．4 由于某种原因造成中断保温，在短期不能恢复工作时，应将铸件出炉淬火。在排除故障后，再次装炉继续升温进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。
5．4 出炉冷却：
5．4．1 保温结束后，用吊车或其它装置将铸件迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。
5．4．2 淬火转移时间是指从铸件吊起到铸件全部淬入介质中，总的时间最好不超过15S。
5．5 铸件变形的校正：
5．5．1 铸件变形应在淬火后立即校正，矫正模具和工具应在淬火前事先准备。
5．5．2 根据铸件特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。
5．6 时效操作：
5．6．1 需进行人工时效的铸件，应在淬火后尽快进行。
5．6．2 装炉时，炉温不得超过时效温度。
5．6．3 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。
5．6．4 保温时间到后，断开电源。
5．7 重复热处理 ：当热处理的铸件力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。
5．8 技术安全及其它：
5．8．1 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。
5．8．2 在装炉和出炉前，必须切断电源。
6  热处理质量检查：
6．1 检查方法及项目：
6．1．1 目视检查：观察工件的表面状况，目的在于发现是否有共晶体的析出物引起的表面起泡、氧化变黑以及翘曲变形和裂纹等。
6．1．2 尺寸检查：检查铸件的变形程度，尺寸是否符合规定的精度等级。
6．1．3 荧光检查：表面裂纹、铸造缺陷：气孔、缩孔、夹渣和疏松等。
6．1．4 力学性能检查：检查单铸试棒或铸件本体的抗拉强度、伸长率或硬度是否符合技术标准要求。
6．1．5 金相检查：取试样，检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。
6．2 热处理缺陷及消除方法：
6．2．1 热处理缺陷分类：力学性能不合格、淬火不均匀、变形、裂纹及过烧。
6．2．2 热处理缺陷产生的原因及消除方法见表4：
表4  热处理缺陷及其消除方法
缺陷类型 形成原因 消除方法
力学性能不合格：表现为退火状态δ5偏低；固溶处理状态бb和δ5不合格；时效后的бb和δ5不合格。 1.铸件退火时，退火温度偏低或保温时间不足，或冷却速度太快；
2.固溶处理时，温度过低或保温时间不够或淬火转移时间过长或淬火水温过高；
3.不完全人工时效和完全人工时效温度偏高或时间过长而造成бb高而δ5不合格，温度低而时间短使бb低而δ5偏高；
4.合金化学成分的偏差，如主要成分偏上限。 1.再次退火，提高温度，或者延长保温时间，或严格随炉冷却；
2.将固溶温度提高到上限范围，或延长保温时间，尽量缩短淬火转移时间，或在保证淬火不变形不开裂的情况下降低淬火水温，或更换淬火介质，用“CL-1”有机淬火介质；
3.再次固溶处理后调整时效的温度和时间；
4.根据具体化学成分，重复热处理时调整热处理规范，并对下批铸件调整化分成分。
淬火不均匀：表现在铸件厚大部位拉伸性能低，硬度低，甚至不合格。 铸件局部加热和冷却不均，如厚大部位和薄小的部位加热和冷却不一，厚、大部位热透慢，冷却慢。 1.重新进行热处理，使厚大部位处于炉内的高温区，或延长保温时间；
2.使厚大部位先下水冷却；
3.更换淬火介质，改用有机淬火介质。
4.铸件上涂涂料，使得均匀加热和冷却。
变形：表现在热处理及随后的机械加工中铸件出现的形状和尺寸变化。 1.加热速度过快；
2.冷却太激烈；
3.壁厚差大；
4.装料方法不当，下水方式不对。 1.降低升温速度；
2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；
3.壁厚或壁薄部位涂涂料；
4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；
5.选择最合适的化学成分。
裂纹：表现在经热处理后的铸件上出现裂纹，或者肉眼可见，或者荧光检验发现。 1.加热速度过快；
2.淬火冷却太激烈；
3.壁厚差大；
4.装料方法不对；
5.化学成分不正确，如ZL205A合金Cd含量偏高。 1.降低升温速度；
2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；
3.壁厚或壁薄部位涂涂料；
4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；
5.选择最合适的化学成分。
过烧：表现为铸件局部熔化产生表面结瘤；力学性能,特别是δ5下降；金相组织中出现复熔物等。 1.低熔点杂质元素含量偏高，如Al-Cu系合金中的Si和Mg偏高；
2.不均匀地加热和加热过快，使工件局部加热温度超过过烧温度；
3.工件区的温度局部超过过烧温度；
4.测量和控温仪表失灵，使炉内温度过高。 1.选用合格炉料；
2.选用合理的升温速度；
3.分段加热；
4.定期校测炉内各加热区的温度，使之不大于±5℃，个别偏高的部位不予装料；
5.定期校正仪表，保证测温和控温准确无误。

7　　　  相关记录
7．1  《热处理操作原始记录》2010-004-01