CN110565034B - 一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 - Google Patents
一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110565034B CN110565034B CN201910943623.5A CN201910943623A CN110565034B CN 110565034 B CN110565034 B CN 110565034B CN 201910943623 A CN201910943623 A CN 201910943623A CN 110565034 B CN110565034 B CN 110565034B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- die
- aluminum alloy
- heat
- speed
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本申请公开了一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件。所述方法包括以下步骤：分段固溶，将压铸铝合金以10‑15℃/min的速度升温至420‑460℃，保温60‑90min，然后继续以10‑15℃/min的速度升温至480‑530℃，保温15‑45min；变梯度淬火，将固溶后的压铸铝合金立即进行强风冷淬火，在温度290‑310℃以上冷却速度为120‑150℃/min，以下冷却速度为60‑90℃/min；和多级时效，将淬火后的压铸铝合金进行时效处理，以6‑8℃/min的速度升温至140‑160℃，保温1‑2h，然后继续以6‑8℃/min的速度升温至200‑220℃，保温30‑45min。本发明的热处理方法减少了压铸铝合金在热处理过程中易变形的缺陷，并且显著提高压铸铝合金材料的机械性能。
Description
技术领域
本发明属于铝合金领域，尤其涉及一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件。
背景技术
零排放、轻量化是全球汽车工业的发展趋势，是节能减排的重要途径，是21世纪世界汽车技术创新的前沿和热点。汽车轻量化分为材质轻量化和结构轻量化，考虑成本、生产难度等因素，铝合金和结构件压铸是首选材料和最优工艺。
采用压铸工艺生产铝合金汽车结构件，具有尺寸精度和表面粗糙度高、强度和表面硬度较高、铸件集成化极高、生产率极高等优势。传统的铝合金压铸件由于压铸过程产生卷气，随后成为气孔，导致热处理过程中引起致命缺陷的鼓泡而一般不进行热处理，但汽车结构件对机械性能有着更高的要求，这就需要通过热处理来实现压铸铝合金的强韧化。真空压铸技术极大地避免了热处理中鼓泡现象的发生，因此通过真空压铸后的压铸铝合金可进行热处理。
专利申请(201510437740.6)公开了一种真空高压压铸铝合金铸件热处理方法，实现对高压压铸铝合金铸件进行阶梯性升温的高温短时固溶处理，随后进行液氮深冷处理，以增强后续时效处理效果。根据发明人实践，该发明利用液氮对压铸件进行深冷处理，压铸件会产生巨大的收缩应力，这极易引起变形，尤其是对于壁厚只有2-4mm的汽车结构件。另外，液氮深冷处理工序的加入，不但提高了设备、耗材成本，而且增加了工序，会明显影响生产效率，最终使通过轻量化实现节能减排的初衷适得其反。
专利申请(201210338674.3)提出了一种高压铸造气缸体的热处理方法，采用440-460℃固溶保温1-2h，淬火水温65-90℃，150-200℃时效处理2-5h。该专利中淬火介质为水，适用于厚壁压铸件，若薄壁结构件采用水淬，会发生严重变形，甚至出现裂纹。该方法的固溶处理不能保证析出相充分地固溶到基体中，淬火不能控制固溶度而影响后续时效效果，时效也难以控制第二相的析出尺寸、分布等，这样压铸件的热处理效果将会大打折扣。
因此，有必要开发一种适用于薄壁件，例如壁厚仅为2-4mm的压铸铝合金汽车结构件的热处理工艺，进一步通过热处理提高其机械性能，且保证其在热处理中不变形。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件，通过该热处理方法制成的车用部件，具有不变形、机械强度高的特点。
为了达到上述目的，本发明提供了一种压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)分段固溶：将压铸铝合金以10-15℃/min的速度升温至420-460℃，保温60-90min，然后继续以10-15℃/min的速度升温至480-530℃，保温15-45min；
(2)变梯度淬火：将固溶后的压铸铝合金立即进行强风冷淬火，在温度290-310℃以上冷却速度为120-150℃/min，以下冷却速度为60-90℃/min；
(3)多级时效：将淬火后的压铸铝合金进行时效处理，以6-8℃/min的速度升温至140-160℃，保温1-2h，然后继续以6-8℃/min的速度升温至200-220℃，保温30-45min。
根据一种实施方式，所述分段固溶的温度精度控制在±5℃。
根据一种实施方式，所述多级时效的温度精度控制在±3℃。
根据具体实施方式，淬火转移时间小于15s。
根据具体实施方式，所述淬火的介质为空气，空气温度为15-35℃。
根据本发明的第二方面，提供一种车用部件，其特征在于，所述车用部件用本发明的热处理方法进行了热处理。
通过本发明的热处理方法可以有效发挥热处理过程中分段固溶、多阶梯淬火和多级时效的协同增强作用，获得不变形、机械强度高的压铸铝合金。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可以更好地理解本发明的方面。
图1为本发明压铸铝合金热处理工艺曲线示意图；
图2为A356铝合金在本发明热处理工艺条件下的微观组织照片；
图3为AlSi10MnMg铝合金在本发明热处理工艺条件下的微观组织照片；和
图4为不同热处理工艺条件下材料的机械性能图。
具体实施方式
下面将借助于示例并参考附图通过实施例对本发明进一步详细描述。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
如上所述，本发明提供一种压铸铝合金热处理方法，通过该方法获得的压铸铝合金材料，特别是压铸铝合金薄壁件，具有不变形且机械性能高的优点。
根据本发明的压铸铝合金的热处理方法，其包括以下步骤：
(1)分段固溶：将压铸铝合金以10-15℃/min的速度升温至420-460℃，保温60-90min，然后继续以10-15℃/min的速度升温至480-530℃，保温15-45min；
(2)变梯度淬火：将固溶后的压铸铝合金立即进行强风冷淬火，在温度290--310℃以上冷却速度为120-150℃/min，以下冷却速度为60-90℃/min；
(3)多级时效：将淬火后的压铸铝合金进行时效处理，以6-8℃/min的速度升温至140-160℃，保温1-2h，然后继续以6-8℃/min的速度升温至200-220℃，保温30-45min。
固溶处理是将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，固溶温度过低会使高熔点析出相不能充分固溶，固溶温度过高会使低熔点析出相过烧导致缺陷产生，性能下降。本发明采用分段固溶能够最大程度消除非平衡相，增强后续时效效果，提高综合机械性能。分段固溶中，低温固溶可使低熔点析出相充分固溶到基体中，短时高温固溶可使高熔点析出相得到熔断、球化或熔解。
固溶的升温速率过高会影响压铸件整体温度均匀性及其内应力，过低会影响热处理效率；温度和保温时间会影响到析出相是否发生溶解以及溶解程度。本发明采用分段固溶处理，升温速率控制为10-15℃/min，低温固溶温度为420℃，保温时间为60-90min，高温固溶温度为480-530℃，保温时间15-45min。
淬火处理是将固溶处理后的材料以一定冷却速度冷却，使铸件内发生不稳定组织结构的转变，得到过饱和固溶体的过程。淬火冷却速度过快会使内应力过大，特别是对薄壁结构件，易发生变形甚至开裂，淬火冷却速度过慢会使组织结构转变不完全不能充分得到过炮和固溶体。本发明采用变梯度淬火，可在产生内应力较小的前提下，得到最大程度的过炮和固溶体，可控制固溶度和时效析出效果。另外，采用强风冷淬火既可保持固溶时的组织状态，又可极大地降低压铸件的变形程度和内应力。本发明在290-310℃温度以上冷却速度为120-150℃，该温度以下冷却速度为60-90℃。
时效处理是合金在一定温度下保持一段时间，由于过饱和固溶体脱溶和晶格沉淀而使强度逐渐升高的过程。本发明分段固溶和变阶梯淬火协同增强时效效果，并且本发明采用在140℃时效保温1-2h，继续在200-220℃时效保温30-45min，多级时效处理可获得尺寸细小均匀、形貌趋于球状、分布均匀的析出相，智能控制强化相的析出与分布，显著提高压铸件的机械性能。
通过上述热处理方法制成的压铸铝合金材料，具有不变形，机械强度高的优点，该方法特别适用于薄壁件压铸铝合金材料，尤其是壁厚为2-4mm的压铸铝合金车用部件。
为了更好的阐述本发明的具体内容及效果，以下实施例并结合附图进行详细说明本发明的有益效果。
实施例1
将材料为A356的铝合金，进行高真空压力铸造，制成基本壁厚3.0mm的顶边梁连接件。对该铝合金汽车结构件进行热处理，具体步骤如下：
(1)分段固溶：将铝合金汽车结构件放入炉中，以12℃/min的速度升温至460℃，保温90min，然后继续以同样的速度升温至530℃，保温30min；
(2)变梯度淬火：将固溶后的铝合金汽车结构件立即进行强风冷淬火，300℃以上冷却速度为150℃/min，300℃以下冷却速度为90℃/min；
(3)多级时效：将淬火后的铝合金汽车结构件放入时效炉中时效处理，以8℃/min的速度升温至160℃保温2h，然后继续以同样的速度升温至200℃，保温45min，时效完毕后空冷至室温。
实施例2
将材料为AlSi10MnMg的铝合金，进行高真空压力铸造，制成基本壁厚2.5mm的汽车减震塔。对该铝合金汽车结构件进行热处理，具体步骤如下：
(1)分段固溶：将铝合金汽车结构件放入炉中，以10℃/min的速度升温至445℃，保温90min，然后继续以同样的速度升温至480℃，保温20min；
(2)变梯度淬火：将固溶后的铝合金汽车结构件立即进行强风冷淬火，300℃以上冷却速度为125℃/min，300℃以下冷却速度为80℃/min；
(3)多级时效：将淬火后的铝合金汽车结构件放入时效炉中时效处理，以8℃/min的速度升至160℃保温1.5h，然后继续以同样的速度升温至200℃，保温30min，时效完毕后空冷至室温。
对比例
对与实施例2相同的铝合金汽车结构件，在不同的热处理工艺(工艺2～4)下进行处理，不同的对比例的热处理工艺以及实施例2的工艺对比如下表1所示，按照工艺1～4处理后的的材料的力学性能如图4所示。
表1压铸铝合金的不同热处理工艺
以上概述了若干实施例的特征，从而使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域的技术人员应该理解，它们可以容易地将本发明用作基础，来设计或更改用于与本文中介绍的实施例执行相同的目的和/或实现相同的优势的其他方法和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等效构造不背离本发明的精神和范围，且在不背离本发明的精神和范围的情况下，他们可以对本发明做出各种变化、替换和修改。
Claims (6)
1.一种压铸铝合金的热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)分段固溶：将压铸铝合金以10-15℃/min的速度升温至420-460℃，保温60-90min，然后继续以10-15℃/min的速度升温至480-530℃，保温15-45min；
(2)变梯度淬火：将固溶后的压铸铝合金立即进行强风冷淬火，在温度290--310℃以上冷却速度为120-150℃/min，以下冷却速度为60-90℃/min；
(3)多级时效：将淬火后的压铸铝合金进行时效处理，以6-8℃/min的速度升温至140-160℃，保温1-2h，然后继续以6-8℃/min的速度升温至200-220℃，保温30-45min。
2.按照权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于：所述分段固溶的温度精度控制在±5℃。
3.按照权利要求1所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于：所述多级时效的温度精度控制在±3℃。
4.按照权利要求1-3任一项所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于：淬火转移时间小于15s。
5.按照权利要求1-3任一项所述的压铸铝合金的热处理方法，其特征在于：所述淬火的介质为空气，空气温度为15-35℃。
6.一种车用部件，其特征在于，所述车用部件已由根据权利要求1-5中任一项所述的热处理方法进行了热处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910943623.5A CN110565034B (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910943623.5A CN110565034B (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110565034A CN110565034A (zh) | 2019-12-13 |
| CN110565034B true CN110565034B (zh) | 2021-08-13 |
Family
ID=68783840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910943623.5A Active CN110565034B (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110565034B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114346201B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-12-26 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种适用于铝合金制动卡钳的半固态制造方法 |
| CN115786827B (zh) * | 2022-12-16 | 2023-08-25 | 宁波海威汽车零件股份有限公司 | 压铸AlSi10MnMg合金薄壁零部件的低变形热处理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102517526A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 中冶东方工程技术有限公司 | 一种铝合金中厚板在线淬火方法及实施该方法的设备 |
| JP2012241254A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Yazaki Corp | アルミニウム導線の製造方法及び電線 |
| CN103255324A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-21 | 北京有色金属研究总院 | 一种适合于汽车车身板制造的铝合金材料及制备方法 |
-
2019
- 2019-09-30 CN CN201910943623.5A patent/CN110565034B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012241254A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Yazaki Corp | アルミニウム導線の製造方法及び電線 |
| CN102517526A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 中冶东方工程技术有限公司 | 一种铝合金中厚板在线淬火方法及实施该方法的设备 |
| CN103255324A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-21 | 北京有色金属研究总院 | 一种适合于汽车车身板制造的铝合金材料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110565034A (zh) | 2019-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110565034B (zh) | 一种压铸铝合金的热处理方法及车用部件 | |
| CN103695817A (zh) | 一种可热处理铝合金同步淬火热成形工艺 | |
| CN106435417B (zh) | 一种提高7xxx系铝合金综合性能的多级形变时效方法 | |
| CN103045974B (zh) | 提高变形铝合金强度并保持其塑性的热加工方法 | |
| RU2007127862A (ru) | Термическая обработка отливок из алюминиевого сплава, полученных методом литья под высоким давлением | |
| JP2008525629A5 (zh) | ||
| CN105220090A (zh) | 一种真空高压压铸铝合金铸件热处理方法 | |
| CN104195481A (zh) | 一种时效硬化型铝合金低残余应力的多级喷淋淬火工艺 | |
| CN111230014B (zh) | 一种高强度、低应力镁合金锻件的制备加工方法 | |
| CN104745985A (zh) | 7050高强铝合金锻件的热处理工艺 | |
| CN105714223A (zh) | 一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金的均匀化热处理方法 | |
| CN112410697B (zh) | 一种基于纳米畴的高强韧钛合金热处理方法 | |
| CN103924173B (zh) | 一种Al-Cu-Mg系铝合金板材多级蠕变时效成形方法 | |
| CN1434877A (zh) | 可时效硬化铝合金的热处理 | |
| CN106148862B (zh) | 大型圆柱筒状铝合金铸件蠕变时效热处理方法 | |
| CN114717495B (zh) | 一种低Cu含量7xxx系铝合金的均匀化热处理方法 | |
| CN113201703B (zh) | 铝合金铸锭均匀化退火阶梯冷却工艺 | |
| CN112962038B (zh) | 一种铝、镁铸态合金的热处理强化工艺及其应用 | |
| CN103757574A (zh) | 铝车轮热处理工艺 | |
| CN109750238A (zh) | 一种消除轻合金材料的残余应力的处理方法 | |
| CN102206794A (zh) | 提高固溶冷变形后时效强化铝铜镁银合金力学性能的方法 | |
| KR101571665B1 (ko) | 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용하여 제조한 알루미늄 합금의 열처리 방법 | |
| CN111378912A (zh) | 压铸Al-Si基铸造合金的热处理方法及其*** | |
| CN105779743A (zh) | 精密压铸汽车空调压缩机缸体时效处理方法 | |
| CN112808788A (zh) | 一种汽车防撞梁的挤压加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |