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压铸铝合金的热处理通过改变材料微观结构,可显著提升强度、硬度及耐蚀性。主流工艺包括时效处理、固溶处理及形变热处理,其工艺参数与合金成分紧密相关,以下展开详解。
一、时效处理:提升强度的核心工艺
自然时效将压铸件在室温(20-25℃)下放置 3-5 天,铝合金中的过饱和固溶体自发析出 θ' 相(Al₂Cu)。此工艺无需设备投入,适用于 6061 等中等强度合金,但强化效果有限(抗拉强度提升 15%-20%)。某汽车空调支架采用自然时效后,屈服强度从 180MPa 增至 210MPa。
人工时效通过加热至 150-200℃加速析出相形成,T5 工艺(固溶 + 不完全人工时效)常用于 ADC12 合金,175℃保温 6 小时可使硬度从 HB60 提升至 HB90;T6 工艺(固溶 + 完全人工时效)则需先淬火再在 190℃处理 8 小时,适用于 Al-Si-Cu 系合金,强度提升可达 30%,但易产生热裂风险。
二、固溶处理:改善综合性能
将压铸件加热至 500-540℃(接近合金熔点)保温 2-6 小时,使强化相充分溶解。如 A380 合金经 520℃×4 小时固溶后,晶界偏析减少 40%,延伸率从 3% 提升至 6%。需注意压铸过程中的气孔会在高温下膨胀,因此常搭配真空压铸预处理。固溶后快速水冷(冷却速度>30℃/s)可形成过饱和固溶体,为后续时效提供基础。
三、形变热处理:复合强化新方向
结合热加工与热处理,典型工艺如热挤压 + 时效。某航空发动机叶片采用 480℃热挤压后立即进行 T7 处理(固溶 + 稳定化处理),通过动态再结晶细化晶粒至 5μm 以下,抗拉强度突破 550MPa,较传统工艺提升 40%。但该工艺对设备要求高,多用于合金(如 Al-Zn-Mg-Cu 系)。
四、工艺选择与注意事项
合金适配性:Al-Si 系合金以时效强化为主,Al-Cu 系更依赖固溶处理;
缺陷规避:气孔率>1% 的压铸件不建议高温固溶,需先通过浸渗处理密封孔隙;
变形控制:薄壁件(<2mm)时效时需采用工装夹具,防止翘曲;
环保考量:热处理盐浴产生的废盐需经中和沉淀处理,符合 GB 8978 排放标准。
随着半固态压铸等新工艺普及,热处理正向短周期、复合化方向发展。例如,采用微波加热实现局部快速固溶,处理时间缩短 70%;激光冲击强化与时效结合,可在表面形成 100μm 厚的强化层。企业需根据产品需求(如汽车结构件侧重强度,3C 外壳注重表面质量)选择适配工艺,通过试片测试优化参数组合。
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