1.铝铸件的热处理
为提高铝铸件的服役性能,必须对其进行相应的热处理。铝铸件进行热处理的目的为:提高综合力学性能;消除偏析和针状组织;改善组织和性能;稳定组织和性能;消除铸造应力。
2.热处理的常用规范
(1)人工时效 对有“自动淬火”效应的合金(如ZL401等),常采用人工时效,以使过饱和相沉淀,提高合金的力学性能。
(2)退火 消除铸造应力以及切削加工引起的切削应力;提高零件尺寸稳定性;使铝硅类合金中的共晶硅球化,提高合金的塑性。
(3)固溶处理 加热至固相线附近,使强化相溶入α(Al)中,淬入淬火冷却介质中获得过饱和的α(Al)固溶体,提高合金的强度和塑性。固溶处理对于铝镁类合金来说是最终热处理工序;对于需要进行人工时效,进一步提高合金抗拉强度的合金来说,是热处理前期工序。
(4)固溶处理后不完全人工时效 固溶处理后进行不完全人工时效,时效-强化时间可分三段,即强度上升段、强度峰值段、强度下降段。不完全人工时效相当于强度上升段。
(5)固溶处理后完全人工时效 人工时效时间取强度峰值段,铸件可获得最大的抗拉强度,塑性则下降。大部分铸铝合金采用该规范。
(6)固溶处理后稳定化回火 固溶处理后,在比人工时效稍高的温度下保温,使部分强化相脱溶,称为稳定化回火,适用于在较高温度下工作的零件,能使组织和尺寸稳定,尚保留一定的抗拉强度。
(7)固溶处理后软化回火 固溶处理后在比人工时效更高的温度下保温,使固溶体脱溶分解,强化相聚集球化,牺牲合金强度以获得高塑性。
(8)铸造淬火 将刚凝固的高温铸件自铸型中取出后直接淬入低温介质中,以获得固溶处理的部分效果。铸造淬火用于金属型铸造的活塞,能缩短生产周期,节约能源,降低成本,具有可观的经济价值。
(9)等温淬火 固溶处理后,不必降温到室温停留24h,直接自热处理炉中淬入该合金人工时效温度的介质中。等温淬火在不降低力学性能的同时,可减少淬火引起的变形,还能缩短生产周期。
(10)循环处理 经过多次加热至350℃左右然后冷却,在150~190℃进行循环处理,可使铸件体积更加稳定,用于精密仪表零件。(www.daowen.com)
3.铜铸件的热处理
大多数铸造铜合金都不能进行热处理,而是在铸造状态下使用。但也有少数铸造铜合金,如铍青铜、锆青铜、铬青铜能显著地被热处理强化并在热处理后使用。此外,铝质量分数大于9.4%的铝青铜,经过适当的热处理后能在一定程度上改善力学性能,特别是耐蚀性能。
(1)热处理的分类
1)消除应力退火:目的在于消除铸造和补焊后产生的内应力。
2)强化热处理:包括固溶处理和时效处理,目的在于提高合金的物理化学和力学性能。
3)消除铸造缺陷的热处理:当铸造锡青铜加热至400~650℃时,α枝晶的δ相扩散溶入α相中,引起合金的体积膨胀,从而堵塞锡青铜的显微缩孔,改善其耐压性。
(2)热处理操作要点
1)加热速度。铜合金虽有良好的导热性,但为了防止铸件表面晶粒粗化和厚大截面铸件内产生过大的热应力,加热和冷却速度都要适中,并使之均匀加热和冷却。
2)温度的控制。某些铜合金的固溶处理温度很接近其固相线温度,容易产生过热和过烧,应当精确地控制热处理温度。
淬火转移速度对可热处理强化的铜合金的性能有较大的影响,因此要求固溶处理后迅速淬火。
3)防止变形。铍青铜等进行时效处理时,伴随着产生较大的体积应变,容易产生翘曲和变形。为减少变形,时效处理可分为两个阶段进行,即先在200~250℃保温一段时间后再升到规定的时效温度;也可以采取较高的时效温度,即轻度过时效。
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