CN106148862B - 大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大型圆柱筒状铝合金热处理技术领域，具体公开了一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法。该方法包括：1、将铝合金铸件加工至半精加工状态；2、对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理；3、对固溶处理后的铝合金铸件进行淬火冷却处理；4、利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形；5、利用蠕变时效工装，对铝合金铸件进行过定位约束，并利用铝合金铸件的微小蠕变特性，使铝合金铸件的整体尺寸获得修整并接近机加工尺寸精度。该方法利用蠕变时效热处理工艺，可以实现精加工状态的大型筒状铝合金铸件在保持较高力学性能前提下热处理尺寸精度获得大幅提升，端面圆度达到≤0.5mm，热处理尺寸精度接近机加工水平。
Description
技术领域
本发明属于大型圆柱筒状铝合金热处理技术领域，具体涉及一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法。
背景技术
蠕变时效技术是利用金属材料蠕变特性，将成形与时效处理同步进行的一种成形方法。该方法由于产品成形后回弹量小，成形精度高，内部残余应力低且分布均匀等特点，适于可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形结构件，典型的蠕变工艺过程分为加载，人工时效，卸载3个阶段。给零件施加载荷加热并保温，在去掉工装的约束后，所施加到零件上的部分弹性变形在蠕变和应力松弛和时效机制的作用下，转变为永久塑性变形，从而使零件在完成时效强化的同时，获得所需外形。现已有的蠕变时效技术主要用于可时效强化型合金的复杂高筋整体壁板成型，针对大型圆柱筒状铝合金铸件的蠕变时效热处理技术方面还属于技术空缺，有待进一步探索和研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，利用蠕变技术的回弹量小、成形精度高的特点，达到大型筒状铸件热处理变形的有效控制，使得大型圆柱筒状铝合金铸件热处理达到较高的尺寸精度。
本发明的技术方案如下：一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，该方法具体包括：
步骤1、将铝合金铸件加工至半精加工状态；
步骤2、对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理；
步骤3、对固溶处理后的铝合金铸件进行淬火冷却处理；
步骤4、利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形；
步骤5、利用蠕变时效工装，对铝合金铸件进行过定位约束，并利用铝合金铸件的微小蠕变特性，使铝合金铸件的整体尺寸获得修整并接近机加工尺寸精度。
所述的步骤1中，对圆柱筒状的铝合金铸件加工至外圆2～6mm余量、高度3～6mm余量的半精加状态。
所述的步骤2中对铝合金铸件进行固溶处理的具体步骤为：对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理，通过2小时加热到固溶温度Tq，并保温14～18小时，其中，铝合金铸件固溶处理中的固溶温度Tq为铸件铝合金中β相溶入基体全部转变为单相的α固溶体时的终了温度。
所述的步骤3中，对固溶处理后的铝合金铸件进行淬火冷却处理的步骤为：将固溶处理后的铝合金铸件以轴向竖直如水方式，进入冷却介质为有机淬火液，并冷却10min。
所述的步骤4中，利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形，其校形圆度≤2mm，以方便装卡入工装内。
所述的步骤5具体包括：将铝合金铸件装入蠕变时效工装中，并进行过定位约束；在时效温度下保温，并在保温结束后，在空气中冷却到室温。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，利用蠕变时效热处理工艺，可以实现精加工状态的大型筒状铝合金铸件在保持较高力学性能前提下热处理尺寸精度获得大幅提升，端面圆度达到≤0.5mm，热处理尺寸精度接近机加工水平。
具体实施方式
一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将铝合金铸件加工至半精加工状态；
将圆柱筒状铝合金铸件加工至外圆2～6mm余量、高度3～6mm余量的半精加状态；
步骤2、对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理；
对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理，通过2小时加热到固溶温度Tq，并保温14～18小时，其中，铝合金铸件固溶处理中的固溶温度Tq为铸件铝合金中β相溶入基体全部转变为单相的α固溶体时的终了温度；
步骤3、固溶处理后的铝合金铸件进行淬火冷却处理；
将固溶处理后的铝合金铸件以轴向竖直如水方式，进入冷却介质为有机淬火液，并冷却5～10min；
步骤4、利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形；
利用校形工装对固溶变形的铝合金铸件端面圆度进行校形，校形圆度≤2mm，以方便装卡入工装内；
步骤5、利用蠕变时效工装，对铝合金铸件进行过定位约束，并利用铝合金铸件的微小蠕变特性，使铝合金铸件的整体尺寸获得修整并接近机加工尺寸精度；
将铝合金铸件装入蠕变时效工装中，并进行过定位约束；在时效温度下保温，并在保温结束后，在空气中冷却到室温。
针对某一特定的铸造铝合金，其时效强化温度为固定值，且本领域技术人员根据相关技术标准，能够很容易获得某铸造铝合金的时效强化温度。根据铝合金铝合金铸件的材料性能和尺寸的不同，可以确定与该铝合金铝合金铸件相匹配的工装，以及选择适当的固溶温度以及时效温度。
Claims (4)
1.一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，其特征在于：该方法具体包括：
步骤1、将铝合金铸件加工至半精加工状态；
步骤2、对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理；
对半精加工状态的铝合金铸件进行固溶处理，通过2小时加热到固溶温度Tq，并保温14～18小时，其中，铝合金铸件固溶处理中的固溶温度Tq为铸件铝合金中β相溶入基体全部转变为单相的α固溶体时的终了温度；
步骤3、对固溶处理后的铝合金铸件进行淬火冷却处理；
将固溶处理后的铝合金铸件以轴向竖直入水方式，进入冷却介质为有机淬火液，并冷却10min；
步骤4、利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形；
步骤5、利用蠕变时效工装，对铝合金铸件进行过定位约束，并利用铝合金铸件的微小蠕变特性，使铝合金铸件的整体尺寸获得修整并接近机加工尺寸精度。
2.根据权利要求1所述的一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，其特征在于：所述的步骤1中，对圆柱筒状的铝合金铸件加工至外圆2～6mm余量、高度3～6mm余量的半精加工状态。
3.根据权利要求1所述的一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，其特征在于：所述的步骤4中，利用校形工装对铝合金铸件端面圆度进行校形，其校形圆度≤2mm，以方便装卡入工装内。
4.根据权利要求1所述的一种大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法，其特征在于：所述的步骤5具体包括：将铝合金铸件装入蠕变时效工装中，并进行过定位约束；在时效温度下保温，并在保温结束后，在空气中冷却到室温。
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