一种用于铝合金铸旋车轮的热处理方法技术

本发明专利技术提供了一种A356铝合金铸旋车轮的热处理方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：(1)将铝合金车轮铸旋件加热到540‑550℃；(2)将所述的铝合金车轮铸旋件在540‑550℃的温度下保温275‑285分钟；(3)将所述的铝合金车轮铸旋件放在70‑90℃的水中淬火180秒；(4)将所述的铝合金车轮铸旋件加热到150‑160℃；(5)将所述的铝合金车轮铸旋件在150‑160℃下保温175‑185分钟；以及(6)将所述的铝合金车轮铸旋件在空气中冷却到室温。本发明专利技术的方法和生产流水线装置通过正交试验优化设计，使得铝合金车轮铸旋件经热处理后可以得到良好的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度，其对机械性能的改进优于本领域目前所采用的其他方法。

A heat treatment method for cast rotating wheel of aluminum alloy

The present invention provides a heat treatment method of A356 Aluminum Alloy cast spinning wheel, which is characterized in that the method comprises the following steps: (1) the Aluminum Alloy wheel spin cast piece is heated to 540 DEG C 550; (2) the Aluminum Alloy wheel the spin cast in 540 550 C temperature of 275 285 minutes; (3) the Aluminum Alloy wheel the spin cast on the water quenched 70 90 DEG C for 180 seconds; (4) the Aluminum Alloy wheel the spin cast piece is heated to 150 DEG C 160; (5) the Aluminum Alloy wheel of the cast rotary parts in 150 insulated under 160 DEG C 175 185 minutes; and (6) the Aluminum Alloy wheel of the cast spinning in the air cooling to room temperature. The method of the invention and production line device was optimized by the orthogonal experimental design, the Aluminum Alloy wheel spin cast parts after heat treatment can get good tensile strength, yield strength, elongation and hardness, the improvement on the mechanical properties of the field is better than the other methods.

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝合金铸旋车轮的热处理方法
本专利技术涉及汽车零部件热处理领域，具体地涉及一种铝合金铸旋车轮的热处理工艺。
技术介绍
目前，汽车车轮主要使用铝合金来进行制造，并且铸造成形占据了主要的地位，铸造加旋压成形是近几年新开发的一种成型工艺。在A356铝合金铸旋车轮的加工制造过程中，热工处理是很重要的环节，直接决定了铝合金车轮的内部组织和力学性能。本专利技术的工艺出现之前，也有关于A356铝合金铸旋车轮采用A356铝合金铸造车轮热处理工艺，其工艺没有点使车轮旋压部位力学性能达到最佳效果，因此，对固溶温度、固溶时间淬火水温、淬火时间及、时效温度、固溶时间时行行正交试验选取最佳优化组合工艺。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是设计一种A356铝合金铸旋车轮热处理工艺，可以获得足够高的强度，并且保持适当塑性；改善铝合金车轮内部组织和力学性能及切削加工性能。为了实现以上的专利技术目的，本专利技术提供了以下的技术方案：在本专利技术的一个方面，提供了一种用于铝合金铸旋车轮的热处理方法，所述的方法包括步骤：(1)将铝合金车轮铸旋毛坯件加热到540-550℃；(2)将所述的铝合金车轮铸旋件在540-550℃的温度下保持275-285分钟；(3)将所述的铝合金车轮铸旋件放在70-90℃的水中淬火至少180秒；(4)将所述的铝合金车轮铸旋件加热到150-160℃；(5)将所述的铝合金车轮铸旋件在150-160℃下保温175-185分钟；以及(6)将所述的铝合金车轮铸旋件在空气中冷却到室温。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(1)中的加热操作需要确保加热均匀，并且使得车轮中心和表面及各部位均达到至少540℃且不高于550℃。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(2)中的保温操作需要使得车轮的温度始终在要求的温度上下限范围内。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(3)中将所述的铝合金车轮铸旋件从保温状态转移到淬火池中的时间在20秒之内，铝合金车轮铸旋件在70-90℃的淬火池中180-240秒。通过进行至少180秒淬火，确保铝合金车轮铸旋件表面及心部淬透。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(4)中确保加热均匀，使车轮中心和表面及各部位均达到要求的下限温度以上。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(5)保温过程中，使车轮温度始终在要求的温度上下限范围内。在本专利技术一个优选的方面，在步骤(3)中，对淬火介质进行搅拌。在本专利技术优选的方面，所述的A356铝合金是A356.2铝合金。在本专利技术优选的方面，在步骤(5)之前，还包括将所述的铝合金车轮铸旋件进行短时间热冲击的步骤，所述的短时间热冲击的时间为1-3分钟，温度为540-550℃。在本专利技术的另一个方面，提供了一种用于铝合金车轮铸旋件的热处理的生产流水线设备，所述的生产流水线设备包括：(1)固熔炉，所述的固熔炉的温度设定为540-550℃；(2)淬火水槽，装有洁净的水，温度设定为70-90℃；(3)时效炉，所述的时效炉的温度设定为150-160℃；(4)铝合金车轮的传送装置，所述的传送装装置为将A356铝合金铸旋车轮依次运送到固熔炉、淬火水槽、时效炉。在本专利技术一个优选的方面，所述的淬火水槽包括搅拌装置。在本专利技术一个优选的方面，所述的传送装置设置为在固熔炉中铝合金车轮达到540-550℃之后在固熔炉中保温275-285分钟，在淬火水槽中停留180秒；以及在时效炉中铝合金车轮的温度达到150-160℃后在时效炉中保温175-185分钟。基于A356铸旋铝合金的多相亚共晶组织特征：铸态A356铸旋铝合金固溶体晶粒周围存在粗大的共晶组织；固溶体内部固溶相浓度不均匀和存在第二相质点。A356铸造铝合金车轮经旋压变形加工后晶粒有被拉长的现象同时共晶硅的状态也发生一定的变化。A356铸旋铝合金中Si或金属间化合物在ɑ固溶体内的溶解度随温度的下降而减少，将A356铝合金铸旋车轮加热到尽可能高的温度，在该温度下保持足够长的时间，使强化相充分溶入ɑ固溶体内，强化相在ɑ固溶体内达到最大的溶解度，随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温；这种过饱和固溶体是一种亚稳定状态，随放置时间的增长，过饱和固溶体分解和扩散，温度越高，分解和扩散速率越大；为了连续生产的需要，将A356铝合金铸旋车轮加热到一定的温度，加速过饱和固溶体分解和扩散，并保持一定的时间，使A356铸旋铝合金的结晶点陈结构恢复到较稳定的状态，从而改变A356铸旋铝合金的组织状态，达到改善力学性能的目的。本专利技术还提供了以下的技术方案：1中确保加热均匀，使车轮中心和表面及各部位均达到要求的下限温度以上；2保温过程中，使车轮温度始终在要求的温度上下限范围内，为了达到此目的，在热处理设备上高有控温热电偶和超温热电偶，同时炉内设有供风及导风系统，确保炉内温度均匀；3淬火过程，车轮从固溶炉转移到淬火池中要快，控制在20秒以内，转移过程中车轮温度下降不至于使固溶相析出；4中确保加热均匀，使车轮中心和表面及各部位均达到要求的下限温度以上；5保温过程中，使车轮温度始终在要求的温度上下限范围内，了达到此目的，在热处理设备上高有控温热电偶和超温热电偶，同时炉内设有供风及导风系统，确保炉内温度均匀；专利技术人还进行了大量的对比试验。对比试验表明，在步骤2中，固溶温度越高，越接近共晶转变温度或固相线温度，淬火的效果越好，但如果炉子温度控制不好会增大过烧的风险；固溶保温时间取决于强化相溶入ɑ固溶体中所需要的时间。在步骤5中，时效温度越高，时间越长，强度、硬度越高，但塑性会下降；时效温度越低，时间越短，强度、硬度越低，但塑性会高；在较高的温度下短保温时间或较低的温度下长时间保温，都可以得到要求的力学性能，这就要通过正交试验找到温度时间最佳组合。在步骤3中，淬火介质-水中增加搅拌，即可以增加水温的均匀性，又可以增加车轮的冷却速率，提高固溶效果。本专利技术的方法和生产流水线装置通过正交试验优化设计，使得铝合金车轮铸旋件经热处理后可以得到良好的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度，其对力学性能的改进优于本领域目前所采用的其他方法。具体实施方式实施例1中信戴卡股份有限公司承接某美国汽车公司的某款轮毂的生产合同。该轮毂采用低压铸造方法生产毛坯并对轮辋及内缘部进行旋转加工，并且随后按照本实施例的方法来进行热处理。具体使用的方法如下：(1)将铝合金车轮铸旋件加热到540-550℃；(2)将所述的铝合金车轮铸旋件在540-550℃的温度下保持280分钟；(3)将所述的铝合金车轮铸旋件放在70-90℃的水中淬火180秒；(4)将所述的铝合金车轮铸旋件加热到150-160℃；(5)将所述的铝合金车轮铸旋件在150-160℃下保温180分钟；以及(6)将所述的铝合金车轮铸旋件在空气中冷却到室温。在步骤(3)中对淬火介质水进行搅拌使其温度尽可能均匀。在本实施例的方法中所涉及到的温度范围是指在各处分布的温度传感器的温度均在所指示的温度范围内。在设置过程中，不可能所有位置的温度均相同，而是有一个温度的分布范围内。经热处理，在中信戴卡股份有限公司试验车间生产了1000只轮毂，该轮毂的机械性能如表1所示。表1：实施例1所述的轮毂的机械性能：生产得到的轮毂符合客户公司的设计要求，并且获得了客户的好评。实施例2中信戴卡股份有限公司承接某国内合资汽车公司的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铝合金铸旋车轮的热处理方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：(1)将铝合金车轮铸旋件加热到540‑550℃；(2)将所述的铝合金车轮铸旋件在540‑550℃的温度下保持275‑285分钟；(3)将所述的铝合金车轮铸旋件放在70‑90℃的水中淬火180秒；(4)将所述的铝合金车轮铸旋件加热到150‑160℃；(5)将所述的铝合金车轮铸旋件在150‑160℃下保温175‑185分钟；以及(6)将所述的铝合金车轮铸旋件在空气中冷却到室温。

【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金铸旋车轮的热处理方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：(1)将铝合金车轮铸旋件加热到540-550℃；(2)将所述的铝合金车轮铸旋件在540-550℃的温度下保持275-285分钟；(3)将所述的铝合金车轮铸旋件放在70-90℃的水中淬火180秒；(4)将所述的铝合金车轮铸旋件加热到150-160℃；(5)将所述的铝合金车轮铸旋件在150-160℃下保温175-185分钟；以及(6)将所述的铝合金车轮铸旋件在空气中冷却到室温。2.根据权利要求1所述的用于铝合金铸旋车轮的热处理方法，其特征在于，在步骤(1)中的加热操作需要确保加热均匀，并且使得车轮中心和表面及各部位均达到至少540℃。3.根据权利要求1所述的用于铝合金铸旋车轮的热处理方法，其特征在于，在步骤(2)中的保温操作需要使得车轮的温度适中在要求的温度上下限范围内。4.权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中将所述的铝合金车轮铸旋件从保温状态转移到淬火池中的时间在20秒之内。5.权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中确保加热均匀，使车轮中心和表面及各部位均达到要求的下限温度以上；在步骤(5)保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏磊，刘宏峰，王锐，李昌海，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13