一种石膏型熔模精铸制造技术

本发明专利技术涉及热处理技术领域的一种石膏型熔模精铸

【技术实现步骤摘要】
一种石膏型熔模精铸ZL114A铝合金热处理工艺


[0001]本专利技术属于热处理
，具体涉及一种石膏型熔模精铸
ZL114A
铝合金热处理工艺
。

技术介绍

[0002]ZL114A
铝合金属于
Al
‑
Si
系亚共晶合金，是在
ZL101A
合金基础上增加镁元素的含量发展起来的
Al
‑
Si
‑
Mg
系高强度铸造铝合金，具有高强度
、
高韧性和良好的流动性
、
气密性和抗热裂性等特点，在航空航天
、
军工和汽车等领域应用广泛
。
用于石膏型熔模精铸的
ZL114A
铝合金的
T6
热处理工艺现行标准有
GB/T 1173
‑
2013
和
HB 962
‑
2001
，其中，
GB/T 1173
‑
2013
的具体工艺为固溶温度为
535
±
5℃
，保温
10
‑
14h
，冷却介质及温度为水
60
‑
100℃
，时效温度为
160
±
5℃
，保温4‑
8h
，冷却介质为空气；
HB 962
‑
2001
的具体工艺为：固溶温度为
535
‑
545℃
，保温8‑
20h
，时效温度为
150
‑
170℃
，保温6‑
10h。
[0003]由上可见，现行工艺固溶保温时间与人工时效保温时间均较长；同时对于固溶处理淬水后的铸件，不可避免的要在室温停留一定时间，这一阶段称为自然时效，处于亚稳态的
ZL114A
合金组织将会在此阶段发生缓慢脱溶，因此必须考虑自然时效对后续人工时效的影响，这就造成了现行的热处理工艺存在能耗大
、
工作效率低且强度与塑性的匹配性有待提高的问题，不利于提高石膏型熔模精铸的生产效率和生产质量
。
[0004]为此，亟需加以改进
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于克服现有的技术问题，提出一种石膏型熔模精铸
ZL114A
铝合金热处理工艺
。
[0006]本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0007]一种石膏型熔模精铸
ZL114A
铝合金热处理工艺，包括如下步骤：
[0008]S1、
固溶处理：在
≤300℃
的温度条件下，将
ZL114A
铝合金放入热处理炉中，以
≤100℃/h
的升温速率升温至
540
～
545℃
，固溶保温3～
4h
后进行淬火处理，淬火转移时间
≤15s
，淬火介质为水；
[0009]S2、
自然预时效处理：将淬火处理后的
ZL114A
铝合金在室温下放置
12
～
24h
；
[0010]S3、
人工时效处理：将自然预时效处理后的
ZL114A
铝合金随热处理炉升温至
165
～
175℃
，时效保温
2.5
～
3.0h
后，进行空冷
。
[0011]优选地，步骤
S1
中，淬火水温为
80℃
，淬火时间为
5min。
由于水温的影响实质为冷却速率的影响，冷却速率较大时，铸件收缩不均匀，容易发生变形
。
对于石膏型熔模精铸件来讲，其铸造出的铸件结构复杂，壁又薄，因此淬火水温要适当提高，尤其在淬火水温
80℃
，淬火时间
5min
时，既可以保证石膏型熔模精铸件的淬火效率，又可以保证其淬火质量
。
[0012]优选地，步骤
S1
中，固溶处理时，在
300℃
的温度条件下，将
ZL114A
铝合金放入热处理炉中
。
[0013]优选地，步骤
S1
中，固溶处理时，以
100℃/h
的升温速率升温至
540℃
，固溶保温
3h
后进行淬火处理
。
[0014]优选地，步骤
S2
中，自然预时效处理时，将淬火处理后的
ZL114A
铝合金在室温下放置
24h。
[0015]优选地，步骤
S3
中，人工时效处理时：将自然预时效处理后的
ZL114A
铝合金随热处理炉升温至
170℃
，时效保温
2.5h。
[0016]优选地，步骤
S3
中，空冷至室温
。
[0017]本专利技术的工作原理是：固溶处理时，由于石膏型熔模精铸件结构复杂
、
壁较薄，通过缓慢的升温速率控制可避免铸件局部过烧，导致晶粒异常粗大甚至出现重熔组织而降低铸件力学性能
。
固溶保温时间选择3～
4h
，其作用为：一方面该时间段下固溶保温的处理与更长时间的固溶保温处理结果相比，
Mg
与
Si
在铝基体中的溶解度接近，后续时效脱溶驱动力相近；另一方面，随着固溶时间的延长，共晶硅则不断圆整与粗化，从而导致
ZL114A
铝合金的强度下降，断后伸长率则提高，因此固溶保温时间3～
4h
，可良好匹配强度与塑性
。
[0018]将淬火转移时间控制在
15s
以内，是由于淬火转移过程中为空冷过程，冷却速率慢，导致
Mg、Si
原子在
Al
基体中的溶解度降低，且空位浓度减少，这将减少时效处理后沉淀强化相的析出数目，进而影响铸件热处理后的力学性能，因此，需尽量缩短淬火转移时间
。
[0019]在室温下放置
12
～
24h
进行自然预时效，期间形成的
Mg、Si
原子团簇
(GP
区
)
可影响人工时效后沉淀相的密度与分布
。
其作用为：
(1)
在较低的人工时效温度下，人工时效前的自然预时效会延迟甚至抑制峰值时效硬度，而升高时效温度，可将此效应转变为积极影响
。
自然预时效阶段析出的
Mg、Si
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种石膏型熔模精铸
ZL114A
铝合金热处理工艺，包括如下步骤：
S1、
固溶处理：在
≤300℃
的温度条件下，将
ZL114A
铝合金放入热处理炉中，以
≤100℃/h
的升温速率升温至
540
～
545℃
，固溶保温3～
4h
后进行淬火处理，淬火转移时间
≤15s
，淬火介质为水；
S2、
自然预时效处理：将淬火处理后的
ZL114A
铝合金在室温下放置
12
～
24h
；
S3、
人工时效处理：将自然预时效处理后的
ZL114A
铝合金随热处理炉升温至
165
～
175℃
，时效保温
2.5
～
3.0h
后，进行空冷
。2.
根据权利要求1所述的石膏型熔模精铸
ZL114A
铝合金热处理工艺，其特征在于：步骤
S1
中，淬火水温为
80℃
，淬火时间为
5min。3.
根据权利要求1所述的石膏型熔模精铸
ZL114A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高沛莹，刘阳，
申请(专利权)人：河南正旭科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：