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摘要:为进一步提高熔模铸件精密度,保证铸件质量,就应加强分析高强度铝合金铸造和热处理工艺,了解当前铸件生产情况,并总结分析铸造及热处理工艺,提高高强度铝合金铸件总体水平,进一步满足机械领域实际使用需求。本文就先明确高强度铝合金铸造及热处理工艺,分析工艺特点,提出热处理对策,为相关研究人员提供参考。
关键词:高强度铝合金;铸造;热处理工艺
当前铝合金种类越来越多,这一材料想要继续发展受到铝材料的影响。不同铝合金的性能各不相同,所以铸造性能也有明显差异,要根据实际情况来选择铸造工艺,消除在铸造中存在的问题,提高铸造水平。
一、高强度铝合金铸造及热处理工艺
高强度铝合金铸造的优势在于密度小,性能高,而且强度也能达到要求,可以应用于工业、航天等方面,并都取得很好效果。高强度铝合金铸造应用量大,仅次于钢[1]。传统重力铸造的方法,会使得材料内部结构和性能被破坏,而高强度铸造的方法能结合先进技术,避免这些问题,还能进一步细化晶粒处理。所以,在实际铸造后的力学性能较为理想。
二、高强度铝合金铸造工艺
就以某型号为例,所用到的材料是高强度铝合金材料,性能高,并硬度会大于10HBS,抗拉强度也能达到400MPa以上,应用于汽车轮毂中具有很好效果。此外,因为这一材料特点明显,成分组成复杂,通过分析材料内部得出硅、锌等杂质不超过0.1%。高强度铝合金材料相比于其它材料,致密性好,收缩率低,能避免产生裂缝问题[2]。
(一)分析铸件特点
想要进一步了解掌握高强度铝合金铸造工艺,就以某大型熔模精密生产为基础,熔模精密部件为铝合金材料,通过测量后发现,其中锰含量为0.3%,铜含量为4.6%,此外还有一些金属。
(二)明确制造方案
在实际制造上,应用高强度铝合金材料和硅溶胶紧密制造方法,在浇筑上,可以采取侧注和底注的方法,在周围设立立柱,然后根据要求来设定缝隙浇道。采取重力浇注的方法,会因为受到金属溶液冲击影响,从而自身流动性不足[3]。根据工艺分析,选择蛇形直浇道的方法。并根据技术要求来检查高强度铝合金材料,保证杂质都没有超出预期规定。通过全面分析作业流程,了解各环节材料要求,采取石墨坩埚熔炼的方法来生产。
在生产过程中,工作人员将各类材料投入到其中,并观察熔化过程。在金属温度上升到700℃的时候,工作人员将所有的材料充分搅拌,并控制时间在10分钟以内。等待温度上升至740℃后,将准备好的金属导入到坩埚中,温度要始终保持在750℃,并根据要求来对其精练处理。控制好温度能避免出现渣体上浮问题,影响铸件质量。在这一次的铸造环节上,通过对技术的应用,能保证铸件达到要求,在2个小时内完成作业。
(三)有效处理缺陷
高强度铝合金在铸造上,如果操作不正确,或者是材料自身存在问题,都会容易出现夹渣和疏松等问题[4]。因此,在实际铸造上,就应确保各环节质量都能满足要求,一旦从中出现问题,就必须要及时处理。比如,在熔模精密铸造中,工作人员通过对铝合金材料搅拌时间空间,确保在2个小时以内完成浇筑,提高铝合金的均匀性。还加入六氯乙烷结合精练方法,能提高精练水平,也能让液体达到均匀性要求。此外,在这一工作上增加四根筋条,周围厚度不均匀,也会容易出现疏松。因此,就要做好分析,工作人员可以通过补贴工艺联合筋条根部厚度位置,保证厚度能达到要求,避免出现疏松。
三、高强度铝合金热处理作用
(一)退火
加热铝合金保持在一定温度后,然后再缓慢冷却,这就是退火工艺。这一工艺的实际目的是为消除在铝合金中所存在的内应力,保证内部结构稳定。根据实际目的,退火还可以分为去应力、均匀退火等。应力退火就是在材料中如果存在内应力,会导致铝合金受到应力影响腐蚀,从而造成整个机械不稳定[5]。而利用应力退火的方法,能去除在铝合金中所存在的内应力,还能从中保留加工强度。影响应力退火最大因素就是温度,如果在加热上温度超出要求,就会对铝合金自身强度造成影响,过低又会导致内应力无法全部消除。
(二)淬火时效
固溶处理就会受到很多因素影响,比如冷却和保温时间等,淬火高温加上保温,能让合金元素在晶格中得以分布均匀,强化融合越充分,能促进时效。固溶液体在淬火后会打破平衡,从而分解和析出多余溶质原子,时效会受到自然和人工两方面因素的影响。在常温下能析出就是自然时效,但是这也只是完成基础阶段,人工时效是通过升高温度的方法,来增加原子活跃能力,完成析出。相比于同类型铝合金,时效效果包括淬火加热时间和塑性变形等。
四、高强度铝合金热处理工艺方案
(一)制作合理热处理工艺方案
在正式对高强度铝合金热处理前,应先分析和明确工件性能,根据我国相关标准和要求,制定具体热处理方案,保证各项工艺技术数据都能符合实际要求,从而取得理想高强度铝合金处理效果。从实际情况分析,热处理落实上,工件的保温时间应控制在9~20个小时,并按照具体情况来采取对应冷却方法。一般情况下是在固溶后处理,让铸件质量能达到要求
[6]。
(二)把控热处理工艺要点
高强度铝合金在热处理完成后,想要达到的效果就是提升力学性能,满足使用需求。虽然高强度铝合金的优势较大,但是往往在铸造中会因为各因素影响导致出现夹渣和疏松等问题。所以,就要进一步控制和管理。针对这一情况,在加工过程中,工作人员要根据实际情况来选择对应的热处理工艺技术方案,首先要明确固溶温度数据,保证满足科学要求。在固溶温度较低的情况下,确保在9小时以内。工作人员也要管理在淬火阶段的温度,要让零件装炉有一定间隙,避免在交叠上不能快速达到要求。此外,淬火问题如果不能满足要求,会导致冷却速度和时间不能达到要求,这也会影响工作性能,产生较为严重后果,对工件性能造成影响。
为进一步保证高强度铝合金性能达到要求,在热处理上要根据数据明确环节,合理分析情况,保证满足技术要求。并将合金固溶温度设定在530℃左右,固溶时间控制在10~18小时以内。高强度铝合金通过热处理后,采取分装的方法,能避免叠放,加强对时间控制,能保证铸件性能达到要求。同分析看出,在热处理上,如果环境温度在10℃以下,就应转移到淬火槽中控制15s以内,这样才能让部件力学达到实际要求。
结语:
总而言之,高强度铝合金作为一种高性能材料,在各行业都得以充分应用。那么,在生产高强度铝合金上,热处理是保证性能关键,只有加强对热处理技术研究,并在工作上重视热处理,这样才能提高加工水平,也能推动各行业向前发展,发挥高强度铝合金实际作用。
参考文献:
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[2]戎康.高强度铝合金的铸造及热处理工艺研究[J].冶金与材料,2021,41(03):80-81.
[3]华东媛,葛学伟.高强度铝合金铸造及热处理工艺研究[J].冶金与材料,2020,40(05):39-40.
[4]邓攀科. 城轨车辆铝合金铸造牵引梁材料与成型工艺研究[D].北京交通大学,2020.
[5]雷晓燕,王娟.高强度铝合金铸造及热处理工艺分析[J].南方农机,2019,50(06):4+7.
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