用于对铝合金铸件进行热处理的系统和方法技术方案

用于对铸造铝合金部件进行热处理的方法，其包括获得由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件，并将该铸件加热至第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低但是在其10℃内，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中。该方法还包括提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件的温度升高到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高但在其10℃内，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中，将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段，然后将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。

System and method for heat treatment of aluminum alloy castings

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对铝合金铸件进行热处理的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年4月28日提交的名称为“SYSTEMANDMETHODFORHEATTREATINGALUMINUMALLOYCASTINGS”的美国临时专利申请第62/153,724号的权益，通过引用并出于所有目的将该申请以其整体并入本文。专利
本专利技术整体上涉及铸造铝合金部件的热处理，并且具体地涉及在高压压铸制造工艺中形成的铝合金铸件的固溶热处理。背景近年来，对作为用于汽车和其他车辆的结构零件或部件的铝合金的兴趣由于它们在匹配钢合金的屈服强度和伸长率性质的同时减小重量的潜力而大大增加。遗憾的是，由铝合金制作的结构部件的制造继续为运输行业提供挑战，因为生产高品质和无缺陷的零件的典型工艺仍然是昂贵且耗时的。高压压铸(HPDC)是可以与铝合金一起使用的一种制造方法，这对于以显著更低的成本在提高的生产率下生产品质铸造零件是非常有希望的。然而，这种制造技术也具有其缺点，因为在HPDC工艺中形成的铝合金铸件通常包括较高含量的夹带或溶解气体。通常认识到，当铸件随后在将赋予铸造部件其最终机械性质的典型T4、T6或T7回火工艺中被热处理至其固溶温度(有时称为它们的固溶热处理温度)时，气体含量升高可导致增加数目的内部和表面缺陷。所得的高百分比的被拒绝的废料零件可基本上抵消HDPC工艺的其它益处。因此，需要用于对HPDC部件进行热处理的系统和方法，其可以更好地适应其高的气体含量，同时降低高废料率。本公开正是针对这样的系统和方法。概要简要地描述，本公开的一个实施方案包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铸造铝合金部件或铸件进行热处理的方法。该硅成分具有预定的硅固溶温度，高于该硅固溶温度存在该硅成分的大量或加速的固溶(即硅迅速进入固溶体中)，并且低于该硅固溶温度存在极少或不存在该硅成分的大量固溶。该一种或多种金属合金化成分也具有预定的合金化金属固溶温度，高于该合金化金属固溶温度该合金化金属迅速进入固溶体中。该方法包括将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低并且优选低不到10℃，然后提高输入该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度低并且优选低小于10℃。该方法还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持小于或约20分钟的时间段，然后将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。在一些实施方案中，该方法还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持至少两分钟，或五分钟或更长，最高至上述的20分钟。例如，在一个方面，可将该铸件保持在该第二铸件温度下，直到该铸件实现大于50％的处理时间比(time-in-treatmentratio)，其中该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。在其他方面，该铸件可以实现70％和90％之间的处理时间比。根据另一实施方案，本公开还包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铝合金铸件进行热处理的系统。该系统包括热处理炉，该热处理炉具有的第一加热操作台保持在比对于该硅成分而言预定的硅固溶温度低、并且优选低不到10℃的第一操作台温度下。该第一加热操作台之后是第二加热操作台，该第二加热操作台被配置为提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二操作台温度，该第二操作台温度比对于该至少一种金属合金化成分而言预定的合金化金属固溶温度高、并且优选高不到10℃。该炉还包括限定该第一加热操作台的开始的引入门，分隔该第一加热操作台与该第二加热操作台的中间门，限定该第二加热操作台的结尾的排出门，以及被配置成输送多个铸件通过炉外壳从引入门到排出门的输送装置。该输送装置可以被配置为将每个铸件在该第二加热操作台内保持大于3分钟且小于30分钟的时间段。在一个方面，该输送装置可以被配置成以基本上恒定的速度输送该铸件通过炉，并且中间门沿着炉长度的位置是可重新定位的。在其它方面，该输送设备可以被配置成输送铸件以第一速度通过炉的第一加热操作台并且以不同于第一速度的第二速度通过炉的第二加热操作台。根据又一个实施方案，本公开还包括用于对具有硅成分和一种或多种金属合金化成分的铝合金铸件进行热处理的方法。该方法包括将该铸件移动到保持在第一操作台温度下的炉的第一加热操作台以将该铸件加热到第一铸件温度的步骤，该第一铸件温度比对于该硅成分而言预定的硅固溶温度低不到10℃。该方法还包括将该铸件从第一加热操作台移动到与该第一加热操作台分开并保持在大于该第一操作台温度的第二操作台温度下的炉的第二加热操作台中的步骤，以提高输入到该铸件的热量的速率并将该铸件加热至第二铸件温度，该第二铸件温度比对于该至少一种金属合金化成分而言预定的合金化金属固溶温度高不到10℃。该方法还包括以下步骤：将该铸件保持在该第二铸件温度下小于或约20分钟的时间段，从炉的该第二加热操作台移出该铸件，并将该铸件淬火至低于或约250℃的温度。通过审视以下结合附图所阐述的详细说明，将更好地理解本专利技术，所述附图简要描述如下。附图说明图1是根据本公开的代表性实施方案的在热处理工艺期间铸造铝合金铸件经历的温度的曲线图。图2是根据本公开的另一代表性实施方案的在热处理工艺期间铝合金铸件经历的温度的另一曲线图。图3是根据本公开的又一代表性实施方案的用于实施图2的热处理工艺的系统的示意图。图4是根据本公开的另一代表性实施方案的用于实施图2的热处理工艺的系统的示意图。图5是根据本公开的又一代表性实施方案的在热处理工艺期间铝合金铸件经历的温度的另一曲线图。图6是根据本公开的另一代表性实施方案的用于实施图5的热处理工艺的系统的示意图。图7A-7D是根据本公开的又一代表性实施方案的用于在两个输送机链之间转移铸件的系统的示意图。本领域技术人员将领会和理解，根据通常的实践，上述附图的各种特征和元件不必按比例绘制，并且可以扩大或缩小各种特征和元件的尺寸以更清楚地示出其中所描述的本公开的实施方案。详细说明本公开涉及用于对铸造铝合金部件或铸件(包括但不限于在高压压铸制造工艺中形成的铝合金部件)进行热处理的系统和方法。如下所述，与其他用于对类似铸造铝合金部件进行热处理的系统和方法相比，该系统和方法可以提供若干显著的优点和益处。然而，所列举的优点并不意味着以任何方式进行限制，因为本领域技术人员将领会在实施本公开时也可以实现其它优点。此外，相关领域的技术人员将认识到，可以对所描述的实施方案进行改变，同时仍然获得有益的结果。还将明显的是，可以通过选择实施方案的一些特征而不利用其他特征来获得所描述的实施方案的一些优点和益处，并且来自一个实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征以任何适当的组合进行组合。例如，方法实施方案的任何单独或集体特征可以应用于装置、产品或系统实施方案，反之亦然。因此，本领域技术人员将认识到，所描述的实施方案的许多修改和改变是可能的，并且在某些情况下甚至是所需的，并且是本公开的一部分。因此，提供本公开作为实施方案的原理的说明而不是对其的限制，因为本专利技术的范围将由权利要求限定。现在更详细地参考附图，其中在几个视图当中，相同的零件用相同的附图标记标识，图1是根据本公开的一个代表性实施方案的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件进行热处理的方法，该方法包括：将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热至第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段；和将该铸件淬火至低于约250℃的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.28 US 62/153,7241.用于对由具有硅成分和至少一种金属合金化成分的铝合金形成的铸件进行热处理的方法，该方法包括：将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热至第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段；和将该铸件淬火至低于约250℃的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一铸件温度比该预定的硅固溶温度低不到5℃。3.根据权利要求1所述的方法，其中该第二铸件温度比该预定的合金化金属固溶温度高不到5℃。4.根据权利要求1所述的方法，其中该铸件已经在高压压铸工艺中成形。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在提高输入到该铸件的热量的速率之前将该铸件在该第一铸件温度下保持大于约2分钟的时间段。6.根据权利要求1所述的方法，还包括将该铸件在该第二铸件温度下保持大于约2分钟的时间段。7.根据权利要求1所述的方法，还包括将该铸件保持在该第二铸件温度，直到该铸件实现大于约50％的处理时间比，该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续时间来定义。8.根据权利要求7所述的方法，其中该铸件实现约70％和约90％之间的处理时间比。9.根据权利要求1所述的方法，还包括在小于约5分钟的时间段内将该铸件从该第一铸件温度加热到该第二铸件温度的5℃内。10.根据权利要求1所述的方法，其中该硅成分占该铝合金的约6重量％和约20重量％之间。11.根据权利要求1所述的方法，其中该至少一种金属合金化成分选自铜、镁和锰。12.用于对具有硅成分和至少一种金属合金化成分的压铸造铝合金铸件进行热处理的方法，该方法包括：将铸件移动到保持在第一操作台温度下的炉的第一加热操作台；将该铸件加热到第一铸件温度，该第一铸件温度比预定的硅固溶温度低不到10℃，在该预定的硅固溶温度下该硅成分快速进入固溶体中；将该铸件从该第一加热操作台移动到与该第一加热操作台分开并保持在大于该第一操作台温度的第二操作台温度下的炉的第二加热操作台；提高输入到该铸件的热量的速率，以将该铸件加热到第二铸件温度，该第二铸件温度比预定的合金化金属固溶温度高不到10℃，在该预定的合金化金属固溶温度下该至少一种金属合金化成分快速进入固溶体中；将该铸件在该第二铸件温度下保持小于约20分钟的时间段；从炉的第二加热操作台移出该铸件；和将该铸件淬火至低于约250℃的温度。13.根据权利要求12所述的方法，还包括将该铸件保持在该第二铸件温度，直到该铸件实现大于约50％的处理时间比，该处理时间比由该铸件在高于该预定的合金化金属固溶温度下耗费的持续时间除以该铸件在高于该预定的硅固溶温度下耗费的持续...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·克拉夫顿，S·苏布拉马尼姆，P·富特，
申请(专利权)人：联合工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US