一种铝合金材料的热处理方法技术

本发明专利技术提供一种压铸铝合金材料的热处理方法，将铝合金铸件放入热处理炉中，将温度从20℃‑30℃开始升温至150℃‑300℃后进行保温，保温持续200‑300分钟后，取出试样，空冷。所述铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：除铝外，硅，含量为10.8‑12.5％；铁，含量为0.5‑％1.8％；铜，含量为0.15％‑0.3％；锰，含量为0.15‑0.65％；镁，含量为0.15％‑0.6％；镍，含量为0.05‑0.8％；稀土镧，含量0.01‑0.05％；稀土铈，含量0.015‑0.08％。本发明专利技术的压铸铝合金材料的热处理方法能够进一步强化压铸铝合金材料有的导热性能和屈服强度。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金材料的热处理方法
本专利技术属于铝合金材料热处理领域，具体涉及一种铝合金材料的热处理方法。
技术介绍
铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铝合金铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1)消除由于铝合金铸件结构(如璧厚不均匀、转接处厚大)等原因使铝合金铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2)提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3)稳定铝合金铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4)消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。但是目前的热处理工艺不可避免地会对铝合金铸件造成一定的卷气，并且热处理工艺复杂，成本较高，处理后的铝合金铸件抗拉强度、屈服强度等压铸性能并不能有较大提升。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种能够使铝合金材料具有较好的抗拉强度和屈服强度以及导热系数的热处理方法。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术实施例提供一种铝合金材料的热处理方法，将铝合金铸件放入热处理炉中，将温度从20℃-30℃开始升温至150℃-300℃后进行保温，保温持续200-300分钟后，取出试样，空冷，铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：除铝外，硅，含量为10.8-12.5％；铁，含量为0.5-％1.8％；铜，含量为0.15％-0.3％；锰，含量为0.15-0.65％；镁，含量为0.15％-0.6％；镍，含量为0.05-0.8％；稀土镧，含量0.01-0.05％；稀土铈，含量0.015-0.08％。本实施例提供的压铸铝合金材料的热处理方法，对比高温热处理，步骤简单，容易操作并且热处理成本低。本实施例提供的压铸铝合金材料的热处理方法，可以很大程度上避免铝合金铸件由于高温出现变形和起泡的问题，降低了铝合金铸件成型时卷气造成的影响，减少了由于铝合金铸件起泡导致的产品废品率提升的问题。本实施例提供的压铸铝合金材料的热处理方法，强化效果明显，能够较大程度的提升铝合金材料导热性能和屈服强度，还能进一步稳定铝合金铸件的导热性能。本实施例提供的铝合金铸件在元素设计上以适用于压铸成型为基础，在考虑材料适合压铸，容易脱模，减少材料对模具的熔蚀，延长模具寿命等问题上，选择加入适量的铁；铁含量越低的铝合金对模具的熔蚀越明显，本实施例提供的铝合金材料在设计上除了加入铁元素外，还加入了镍元素，这样可以进一步降低材料对模具的熔蚀能力，延长模具的寿命。同时，镍元素的加入可以中和部分铁元素带来的有害影响，并且镍元素能提升增强材料的抗拉强度和硬度，改善合金的焊接性能。本实施例提供的铝合金铸件有着较好的力学性能和较高的导热性能，尤其在热处理后，物理性能和导热性能具有进一步的提升。铁元素会导致材料的导热降低；锰能抑制铝硅合金中铁元素的部分有害作用；能提高再结晶温度并细化再结晶晶粒；能提高铝固溶体的稳定性。在含硅及含铜的铝硅合金中，可改善高温强度，但锰的导热性能也较差。但通过采用了稀土镧和铈进行变质，从另一方面弥补了部分铁元素引起的材料导热性能下降的问题，从整体上提升了材料的导热性，并对材料有一定的净化作用。在优选实施例中，升温速度为5℃-10℃/分钟。在优选实施例中，升温速度为8℃/分钟。在优选实施例中，升温至180℃-210℃后进行保温。在优选实施例中，升温至200℃后进行保温在优选实施例中，保温持续220-260分钟。在优选实施例中，保温持续240分钟。在优选实施例中，铝合金铸件还包含如下组分：钛，含量0.03-0.26％；锶，含量0.01-0.06％；锌，含量为＜0.3％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％。在优选实施例中，所述铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为10.8-12.5％；铁，含量为0.5-％1.8％；铜，含量为0.15％-0.3％；锰，含量为0.15-0.65％；镁，含量为0.15％-0.6％，锌，含量为＜0.3％；钛，含量0.02-0.25％；镍,含量为0.05-0.8％；锶，含量0.01-0.05％；稀土镧，含量0.01-0.05％；稀土铈，含量0.015-0.08％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。在优选实施例中，铝合金铸件的制备包括如下步骤：(1)向熔炉内投入硅和铝锭投料总量的80％-95％，然后进行升温；(2)待温度达到830-850℃，分别加入钛元素添加剂、锰元素添加剂、铁元素添加剂和铜元素添加剂；(3)加入剩余的铝锭，调整温度至750℃-760℃；(4)加入精炼剂进行精炼，然后加入镁；(5)加入稀土镧和稀土铈进行变质；(6)温度在745-760℃之间，加入锶；(7)温度在730-750℃之间进行浇铸。在优选实施例中，步骤(5)中，加入稀土镧和稀土铈变质之前，先用氮气喷吹金属液体5-15分钟。在优选实施例中，先加入稀土镧和稀土铈进行变质后静置5-15分钟，温度在745-760℃之间加入锶后，再次净置5-15分钟，然后温度在730-750℃之间进行浇铸。在优选实施例中，精炼剂为无钠精炼剂。本实施例中，各组成元素的添加顺序与元素的熔点和投入数量有关，按照元素的具体情况决定投料的温度和顺序能使提高熔炼效率和产品质量。例如，熔点相对低和容易高温损耗的金属元素如镁和锶在精炼之后加入，尤其是锶，在精炼之后温度接近浇铸温度时加入，能够提高熔炼效率，并且使得到的合金材料具有较好的导热性能和高屈服强度。为了对本专利技术的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。实施例1原料配比，按重量百分比计算：硅，含量为11.08％；铁，含量为0.668％；铜，含量为0.191％；锰，含量为0.383％；镁，含量为0.345％，锌，含量为0.0361％；钛，含量0.0493％；镍，含量0.171％；锶，含量0.0079％；稀土镧，含量0.0312％；稀土铈，含量0.0568％；锡，含量为≤0.00053％；铅，含量为≤0.00059％；镉，含量为≤0.0001％，余量为铝。按照上述配比制备合金，步骤如下：(1)向熔炉内投入硅和铝锭投料总量的90％，然后进行升温；升温至完全熔化后，搅拌与静置交替进行3次以上，每次搅拌时间为5分钟，每次静置时间为10分钟。(2)待温度达到830℃，分别加入钛中间合金、镍中间合金、锰元素添加剂、铁元素添加剂和铜元素添加剂，熔化后再次进行搅拌与静置交替进行3次以上，每次搅拌时间为5分钟，每次静置时间为10分钟。(3)加入剩余10％的铝锭，调整温度至760℃；(4)将无钠精炼剂与氮气混合，一起喷吹至金属液体中，喷吹完毕后使金属溶液净置一段时间然后除渣，无钠精炼剂的用量为熔炉内金属总重的0.2-0.3％，所述氮气的气压为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金材料的热处理方法，其特征在于，将铝合金铸件放入热处理炉中，将温度从20℃‑30℃开始升温至150℃‑300℃后进行保温，保温持续200‑300分钟后，取出试样，空冷，所述铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：除铝外，硅，含量为10.8‑12.5％；铁，含量为0.5‑％1.8％；铜，含量为0.15％‑0.3％；锰，含量为0.15‑0.65％；镁，含量为0.15％‑0.6％；镍，含量为0.05‑0.8％；稀土镧，含量0.01‑0.05％；稀土铈，含量0.015‑0.08％。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料的热处理方法，其特征在于，将铝合金铸件放入热处理炉中，将温度从20℃-30℃开始升温至150℃-300℃后进行保温，保温持续200-300分钟后，取出试样，空冷，所述铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：除铝外，硅，含量为10.8-12.5％；铁，含量为0.5-％1.8％；铜，含量为0.15％-0.3％；锰，含量为0.15-0.65％；镁，含量为0.15％-0.6％；镍，含量为0.05-0.8％；稀土镧，含量0.01-0.05％；稀土铈，含量0.015-0.08％。2.如权利要求1所述的铝合金材料的热处理方法，其特征在于，所述升温速度为5℃-10℃/分钟。3.如权利要求1所述的铝合金材料的热处理方法，其特征在于，升温至180℃-210℃后进行保温。4.如权利要求1所述的铝合金材料的热处理方法，其特征在于，保温持续220-260分钟。5.如权利要求1所述的铝合金材料的热处理方法，其特征在于，所述铝合金铸件还包含如下组分：钛，含量0.03-0.26％；锶，含量0.01-0.06％；锌，含量为＜0.3％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％。6.如权利要求5所述的铝合金材料的热处理方法，其特征在于，所述铝合金铸件按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为10.8-12.5％；铁，含量为0.5-％1.8％；铜，含量为0.15％-0.3％；锰，含量为0.15-0.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新豪，陈苏坚，李升，李旭涛，陈定贤，
申请(专利权)人：广州致远新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44