铸造零件的热处理方法技术

本发明专利技术涉及由铝系合金组成的铸造零件(10)的热处理方法，其中，所述铸造零件(10)在第一传热介质(14)中在规定的退火温度(T1)下退火规定的退火时长(t1)，并且随后被输送到水浴(20)中，其中，所述铸造零件(10)在退火和输送到水浴(20)之间还被输送到具有规定中间冷却温度(T2)的第二传热介质(16)中，并且在那里保持规定的中间冷却时长(t3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1前序部分的用于铸造零件热处理的方法。
技术介绍
此类用于一般为已知的现有技术。在浇注之后冷却由铝系合金组成的铸造零件时，金属间相从富含铝的混晶的基质中分离出来。例如在AlMgSi体系中其涉及到Mg2Si相，其嵌入在α混晶基质中。金属间相对铸造零件的硬度有不利影响。为了改进材料特性，将在此实施所谓的溶液退火(Uisungsgltihen)，其中将铸造零件以饱和线之上但共晶温度之下的温度进行加热，并且保持规定的时间。在溶液退火的同时，析出的金属间相溶解在富含铝的混晶中。为了避免金属间相在溶液退火之后再次析出，零件在退火处理后通常直接淬火。淬火之后仍能够实现时效硬化(Auslagerung)。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，为铸造零件提供更好的热处理方法。该任务将通过具有权利要求1的特`征的方法来完成。在此类由铝系合金组成的中，所述铸造零件在第一传热介质中在规定的退火温度下退火规定的退火时长，并且随后被输送到水浴中。依据本专利技术设有，铸造零件在退火和输送到水浴之间还被输送到具有规定中间冷却温度的第二传热介质中，并且在那里保持规定的中间冷却时长。通过此类方法，铸造零件在其冷却的同时的温度表现和由此而来的结构变化将变得尤其可控。通过选取恰当的中间冷却温度和时长将使得例如在含镁的铝合金中能够非常好的控制硅化镁(Mg2Si)的预先分离。中间冷却温度优选为150°C至380°C，并且特别是240°C至280°C。之前溶解的硅化镁在这一温度下还大部分保留在溶液中，并且因而完全用于随后的时效硬化处理。为此特别有意的将中间冷却时长选择在3秒至10分钟，尤其是3秒至10秒。当保持在第二传热介质中的铸造零件达到较高的冷却速率时，使用此中间冷却步骤是特别有益的。冷却速率优选地低于-40K/S，并且尤其为-55K至-65K/S。由此实现了溶解在退火步骤中的部分的非常可靠的冻结。从第一传热介质输送至第二传热介质时为了避免铸造零件不希望的结构变化，非常快地进行输送是格外有益的。铸造零件从第一传热介质输送到第二传热介质的时长优选为O秒至15秒。这例如能够通过相邻安装的热处理设备来实现，其中铸造零件例如直接由机器人且直接在两种传热介质间输送。独立于两种传热介质间的铸造零件的输送时间范围，注意到铸造零件从第一传热介质输送到第二传热介质时，铸造零件的温度保持在450°C以上。铸造零件基本上应该保持退火温度，从而其不会在早期不受控的改变结构。铸造零件从第一传热介质输送到第二传热介质时，铸造零件的温度保持在420°C以上是非常有利的。该温度与析出的温度阀值还有足够的差距，从而在合适的系统概念下能够避免低于所述温度阀值，而无需在两种传热介质间输送铸造零件的输送范围中附加加热设备。在相应较长的输送过程中当然也能够设有此类中间加热设备，这例如能够以两种传热介质之间输送区域中的热辐射器来实现。所述方法还能够与附加的处理步骤组合。有利的是，铸造零件在输送到水浴之前被输送到具有规定时效硬化温度的第三传热介质中，并在那里保持规定的时效硬化时长。此方法将退火，例如溶液退火步骤与可控的冷却以及与紧随的时效硬化组合在一起，从而以此方法能够实现非常短的周期时间。同时，铸造零件在从第二传热介质中取出后的余热用于时效硬化，从而本方法尤其节省能源。此外，通过退火和时效硬化的直接相连避免了不希望的结构改变，所述结构改变会在室温长时间中间仓储铸造零件时出现。在时效硬化步骤中时效硬化温度优选为220°C至300°C，并且尤其是160°C至280°C。时效硬化时长优选确定为I分钟至30分钟之间的时间。以本方法尽管时效硬化时间较短但能够得到与传统的数小时时效硬化相当的材料质量。这个非常快的方法能够因此有益的直接集成在具有较短周期时间的压铸设备中，而不需要铸造零件在物流上花费高昂的中间存储或者缓冲。因为用于中间冷却和时效硬化的温度范围重叠，在可能情况下还能够放弃在第三传热介质中的时效硬化器。换而言之，铸造零件以所希望的时效硬化时长在中间冷却之后保持在第二传热介质中，从而中间冷却步骤与热时效硬化步骤被综合到一个单一方法步骤中。这样使得本方法的实施非常经济。本方法的退火步骤优选实施为溶液退火步骤，其中，析出的合金元素溶解在铸造零件富含铝的混晶中，并形成共晶硅。对此将退火温度选择为460°C至540°C，并且尤其是485°C至495°C。退火时长在此为10秒至10分钟，尤其是1.5分钟至3分钟，并且特别优选为2分钟。尤其有益的直接在脱模之后将铸造零件从浇注热中输送到第一传热介质中。通过放弃从室温开始的加热就能够实现所述的非常快的退火时间。可以使用流动空气作为第一和/或第二和/或第三传热介质，这在器材方面尤其简单。然而特别有益的使用盐浴来作为所述传热介质。盐浴因为其较高的热容量而特别快地加热或冷却所处理的铸造零件。因为能够放弃长时间的加热或冷却阶段，盐浴的使用尤其给使用本专利技术的加工生产线带来较高的节奏频率。此外，盐还从铸造零件的表面吸收铸造时所使用的脱模剂，从而能够省略额外的清洁步骤。如此得到的非常良好的表面质量此外还改善了铸造零件的可焊接性和耐腐蚀性。因为在所述方法的范畴中，从第二或第三传热介质出来的零件直接在水浴中淬火，附着在铸造零件表面上的盐还有可能并不结晶析出，而是在将铸造零件浸入到水浴中的这一时刻还呈液态的附着在其表面上。盐在此直接溶解并且非常容易溶解在水浴的水中，从而能够省略随后清洁铸造零件的盐余或盐壳。优选使用熔盐来作为用于盐浴的盐,其含有硝酸钠和/或硝酸钾和/或亚硝酸钠。为了实现非常好地清洁 铸造零件所附着的盐余，水浴优选使用的温度是40°C至60°C。通过相对室温而言略微提高的水浴温度，保证了还附着在铸造零件上的盐非常好的溶解性。此外还能够通过循环水浴来改进铸造零件上的盐余的清洁。附图说明随后应该结合附图对本专利技术及其实施方式做进一步说明。其中:图1:依据本专利技术方法实施例运行的概括示意图；图2:实施本专利技术方法时温度变化的示意图；和图3:依据本专利技术方法其他实施例运行的备选方案示意图。具体实施例方式在由铝系合金组成的铸造零件10浇注之后，其将从铸模12中脱模，并被输送到第一盐浴14中。所述盐浴14在大约490°C的温度T1下含有碱金属硝酸盐和亚硝酸盐所组成的混合物的熔盐。铸造零件10将在第一盐浴14中保持大约2分钟的时间h。铸造零件10在盐浴14中的处理相当于冲击退火(Stoi3 glilhen)，其中，合金元素溶解于铸造零件10富含铝的混晶中。为了得到所希望的效果，温度T1优选高于铸造零件10的金属混合物的饱和线但是始终低于共晶温度uE。此外，盐浴14的熔盐溶解连接在铸造零件表面上的、在浇注时所使用的脱模剂。这一清洁效果改善了铸造零件10的表面质量并且带来提高了的可焊接性。铸造零件10在盐浴14中的冲击退火之后，将铸造零件10输送到另一个盐浴16中。这一盐浴也含有混合碱金属硝酸盐和亚硝酸盐所形成的熔盐，其温度大约为180°C。为了避免铸造零件10过低冷却 ，铸造零件10在盐浴14和16之间的输送在最多为15秒的较短时间t2内完成。盐浴16的温度低于硅化镁在铝-硅-镁合金中析出的温度阀值，大约在240°C至250°C。在退火步骤中，即在盐浴1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J维斯特，DEO韦斯特海德，
申请(专利权)人：玛格纳BDW科技有限责任公司，
类型：
国别省市：