一種精密鑄造用鋁合金的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精密鑄造用鋁合金的熱處理方法，所述熱處理為分階段熱處理：(1)第一階段均勻化熱處理：將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至255-285℃進行保溫處理，保溫時間為12-28h，(2)第二階段均勻化熱處理：繼續(xù)升溫至370-410℃進行保溫處理，保溫時間為24-36h，(3)第三階段均勻化熱處理：繼續(xù)升溫至480-530℃進行保溫處理，保溫時間為10-12h；(4)第四階段均勻化熱處理：繼續(xù)升溫至555-575℃進行保溫處理。本發(fā)明的方法，能夠在滿足鑄件各項物理性能要求的前提下，使鑄件表面熔融的現(xiàn)象大為減少，同時也減少了鑄件因熱處理工藝不穩(wěn)定而造成的補充焊接損失。
【專利說明】一種精密鑄造用鋁合金的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密鑄造鋁合金，尤其是涉及一種精密鑄造用鋁合金的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]鑄造鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料，由于其密度小、比強度高等特點，廣泛地應用于航天、航空、汽車、機械等各行業(yè)，且隨著現(xiàn)代工業(yè)及鑄造新技術的發(fā)展，對鑄造鋁合金需求量越來越大。同時隨著高性能航空航天飛行器的發(fā)展，其內部構件也向著大尺寸、精度要求高、結構復雜、冶金力學性能要求高的方向發(fā)展。
[0003]隨著航空、航天、汽車工業(yè)等代表的高【技術領域】的快速發(fā)展，對各類鋁合金構件的集成化、輕量化、可靠性提出了更高的要求。同時，在滿足冶金性能要求的前提下，對復雜鑄件的尺寸精度和表面質量也提出了更高的要求。國內外主要采用精密成型的鑄造方法來實現(xiàn)鑄件的成型及其他要求。
[0004]一般地，大型鋁合金鑄件易產生嚴重的鑄造缺陷，且由于該種鑄件結構較為復雜，曲面較多，加工量小，要求一次成型率高，同時具備較高力學性能和冶金性能，這就造成了很大的技術難度。采用其他鑄造方法或者難以避免這些缺陷，達不到零件的技術要求，或者鑄件成品率低，成本高。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種精密鑄造用鋁合金熱處理方法，該方法能夠在滿足鑄件各項物理性能要求的前提下，使鑄件表面熔融的現(xiàn)象大為減少，同時也減少了鑄件因熱處理工藝不穩(wěn)定而造成的補充焊接損失。
[0006]本發(fā)明的技術方案完整一體，每個參數(shù)均是經過嚴格控制，使得產品質量得到保證。
[0007]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種精密鑄造用鋁合金熱的處理方法，所述鋁合金的組成為:Si:1.16-1.78%、Fe:2.56-3.33%、Cu:2.4-2.8%、Mn:5.22-5.30%、Mg:1.9-2.0%、Zn:4.0-4.1%、Ti:0.4-0.8%、Cr:2.23-2.5%、Y:1.2-1.4%、Zr:1.32-1.44%、Sb:
0.40-0.45%，余量為Al，將上述組分的鋁合金熔煉后進行精密鑄造，接著對其進行熱處理，所述熱處理為分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至255-285?進行保溫處理，保溫時間為12-28h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至370-410°C進行保溫處理，保溫時間為24-36h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至480-530°C進行保溫處理，保溫時間為10-12h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至555-575?進行保溫處理，保溫時間為l-2h ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
[0008]更進一步地，還包括以下步驟:根據(jù)鑄件的結構制作模具，鑄件收縮率為0.5%~1.0%，拔模斜度為1’~3';采用壓蠟機壓制蠟模及澆口杯、橫澆道、直澆道及內澆口；并對蠟模修型；按照組合圖進行蠟模組型；最后對組合后的蠟模除油；對以上組好型的蠟模進行多層掛砂；然后進行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.1~0.5Mpa ;脫蠟時間5-10min ;使用溫度130_150°C，脫蠟后模殼在通風條件下自干不少于20小時；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于260-280°C時模殼入爐，隨后升溫至500-700°C，保溫2_3小時，完成后關閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗模殼；:經水洗的模殼須進行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫> 3小時，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為:Si:
1.16-1.78%、Fe:2.56-3.33%、Cu:2.4-2.8%、Mn:5.22-5.30%、Mg:1.9-2.0%、Zn:4.0-4.1%、Ti:0.4-0.8%、Cr:2.23-2.5%、Y:1.2-1.4%、Zr:1.32-1.44%、Sb:0.40-0.45%,余量為 Al ;采用調壓澆注，澆注溫度:750-790°C，同步建壓:300-400KPa，升液壓力:5_10Kpa，升液速度；200-300mm/s，充型壓力差:60_100KPa，充型速度:200-300mm/s，結晶壓力:2_3Kpa，結晶時間:100-250s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機進行吹砂；接著對其進行熱處理，所述熱處理為分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至255-285?進行保溫處理，保溫時間為12-28h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至370-410°C進行保溫處理，保溫時間為24-36h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至480-530°C進行保溫處理，保溫時間為10-12h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至555-575?進行保溫處理，保溫時間為l_2h ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
[0009]更進一步地，所述鋁合金熔液的組成為:Si:1.47%、Fe:2.66%、Cu:2.48%、Mn:5.26%、Mg:1.94%、Zn:4.05%、T1:0.65%、Cr:2.45%、Y:1.33%、Zr:1.42%、Sb:0.42%，余量為Al。
[0010]本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明的熱處理方法能夠在滿足鑄件各項物理性能要求的前提下，使鑄件表面熔融的現(xiàn)象大為減少，同時也減少了鑄件因熱處理工藝不穩(wěn)定而造成的補充焊接損失。同時，精密鑄造用鋁合金材料，不僅流動性好，適合大型鑄件的精密鑄造，而且鑄態(tài)的鑄件具有很高的抗拉強度和很好的延展性，可以滿足大型結構件的性能要求。同時通過特定的參數(shù)優(yōu)化，工藝配合，鋁`合金鑄件的精密鑄造方法提供了可靠的技術方案，制造出符合要求的鑄件，同時，極大的提高了產品質量及成品率，降低生產成本，創(chuàng)造了極大的經濟效益。后續(xù)的稍有復雜的熱處理工藝，使得鑄件的質量和性能得到更有力的保證。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]采用本發(fā)明的方法制備鋁合金葉片，首先，根據(jù)鑄件的結構制作模具，鑄件收縮率為0.8%，拔模斜度為2';采用壓蠟機壓制蠟模及澆口杯、橫澆道、直澆道及內澆口 ；并對蠟模修型；按照組合圖進行蠟模組型；最后對組合后的蠟模除油；對以上組好型的蠟模進行多層掛砂；然后進行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.4Mpa ;脫蠟時間7min ;使用溫度140°C，脫蠟后模殼在通風條件下自干不少于20小時；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于260-280°C時模殼入爐，隨后升溫至525°C，保溫2.5小時，完成后關閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗模殼；:經水洗的模殼須進行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫> 3小時，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為:S1:1.21%、Fe:2.62%、Cu:2.52%、Mn:5.25%、Mg:1.92%、Zn:4.05%、T1:0.47%、Cr:2.31%、Y:1.3%、Zr:1.38%、Sb:0.43%，余量為 Al ;采用調壓澆注，澆注溫度:780°C，同步建壓:350KPa，升液壓力:6Kpa，升液速度；240mm/s，充型壓力差:70KPa，充型速度:230mm/s，結晶壓力:2.5Kpa，結晶時間:125s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機進行吹砂；接著對其進行熱處理，所述熱處理為分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至260°C進行保溫處理，保溫時間為14h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至380°C進行保溫處理，保溫時間為30h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至485°C進行保溫處理，保溫時間為Ilh ； (4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至560°C進行保溫處理，保溫時間為1.5h ;最后將鑄`錠冷卻至室溫。
【權利要求】
1.一種精密鑄造用鋁合金的熱處理方法，其特征在于:所述鋁合金的組成為=Si:1.16-1.78%、Fe:2.56-3.33%、Cu:2.4-2.8%、Mn:5.22-5.30%、Mg:1.9-2.0%、Zn:4.0-4.1%、Ti:0.4-0.8%、Cr:2.23-2.5%、Y:1.2-1.4%、Zr:1.32-1.44%、Sb:0.40-0.45%,余量為 Al，將上述組分的鋁合金熔煉后進行精密鑄造，接著對其進行熱處理，所述熱處理為分階段熱處理:(1)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至255-285?進行保溫處理，保溫時間為12-28h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至370-410°C進行保溫處理，保溫時間為24-36h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至480-530°C進行保溫處理，保溫時間為10-12h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至555-575°C進行保溫處理，保溫時間為l_2h ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
2.一種如權利要求1所述的精密鑄造用鋁合金的熱處理方法，其特征在于，還包括以下步驟:根據(jù)鑄件的結構制作模具，鑄件收縮率為0.5%~1.0%，拔模斜度為I'~3';采用壓蠟機壓制蠟模及澆口杯、橫澆道、直澆道及內澆口 ；并對蠟模修型；按照組合圖進行蠟模組型；最后對組合后的蠟模除油；對以上組好型的蠟模進行多層掛砂；然后進行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.1~0.5Mpa ;脫蠟時間5-10min ;使用溫度130_150°C，脫蠟后模殼在通風條件下自干不少于20小時；模殼在箱式電阻爐中焙燒,爐溫低于260-280°C時模殼入爐，隨后升溫至500-700°C，保溫2-3小時，完成后關閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗模殼；經水洗的模殼須進行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫> 3小時，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為:Si:1.16-1.78%、Fe:2.56-3.33%、Cu:2.4-2.8%、Mn:5.22-5.30%、Mg:1.9-2.0%、Zn:4.0-4.1%、Ti:0.4-0.8%、Cr:2.23-2.5%、Y:1.2-1.4%、Zr:1.32-1.44%、Sb:0.40-0.45%，余量為Al ;采用調壓澆注，澆注溫度:750-790°C，同步建壓:300-400KPa，升液壓力:5_10Kpa，升液速度；200-300mm/s，充型壓力差:60_100KPa，充型速度:200-300mm/s，結晶壓力:2_3Kpa，結晶時間:100-250s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機進行吹砂；接著對其進行熱處理，所述熱處理為分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至255-285?進行保溫處理，保溫時間為12-28h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至370-410°C進行保溫處理，保溫時間為24-36h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至480-530°C進行保溫處理，保溫時間為10-12h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至555-575?進行保溫處理，保溫時間為l_2h ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
3.如權利要求2所述的精密鑄造用鋁合金的熱處理方法，其特征在于:所述鋁合金熔液的組成為:Si:1.47%、Fe:2.66%、Cu:2.48%、Mn:5.26%、Mg:1.94%、Zn:4.05%、T1:0.65%、Cr:2.45%、Y:1.33%、Zr:1.42%、Sb:0.42%，余量為 Al。
【文檔編號】C22C21/00GK103509978SQ201310433357
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權日:2013年9月22日
【發(fā)明者】王強 申請人:蘇州華宇精密鑄造有限公司