一種Al-Si合金的細化變質后的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬材料熱處理工藝，具體來說是一種Al-Si合金的細化變質后的熱 處理工藝。
【背景技術】
[0002] Al-Si合金是一種重要的鑄造合金，它具有密度低、比強度高、熱膨脹系數小、熱穩 定性好、耐磨、耐蝕等優點，而且隨著合金中硅含量的增加，合金的磨損量、密度、線膨脹系 數、腐蝕量均直線下降。基于以上優點，目前Al-Si合金被廣泛用于制作發動機活塞、化油 器、汽缸體、缸蓋、機車減震器等零部件。但在常規鑄造 Al-Si合金中，隨著含Si量的增加， 組織中常存在針片狀的共晶硅和粗大的板條狀初晶硅，它嚴重割裂合金基體，降低材料的 力學性能，惡化切削加工性能，制約了鑄造 Al-Si合金的廣泛應用。因此當Si含量超過6% 時就必須進行變質處理，以此改變Si相尺寸和形態提高合金性能。盡管對于鑄造 Al-Si合 金的細化變質以及熱處理工藝的研究也比較多，但由于合金牌號之間成分的差異，因此每 一牌號合金都需要相應的細化變質以及熱處理工藝以提高合金的綜合力學性能，為進一步 開發新型壓鑄鋁合金做準備。
[0003] 在實際生產中，通常采用變質和熱處理相結合的方法來提高鋁硅合金的力學性 能。鋁硅合金的熱處理工藝主要包括固溶處理和時效處理兩種。ADC12合金和R14合金成 分中含有Cu、Mg元素，易與Si結合生成A12Cu和Mg2Si強化相，因此可以通過熱處理強化 的方式來提高合金性能。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的問題是，提供一種Al-Si合金的細化變質后的熱處理工藝，提 高其綜合力學性能。
[0005] 為達到上述技術效果，本發明提供了如下技術方案：一種Al-Si合金的細化變質 熔煉工藝，所采用的技術方案包括以下步驟：
[0006] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0007] ⑵用60_100°C的水進行冷卻；
[0008] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0009] ⑷空冷至室溫。
[0010] 本發明的技術原理
[0011] 未變質的ADC12合金經過熱處理后，部分共晶硅相逐漸熔斷，發生了鈍化現象，但 形態變化不大，大部分仍為長桿狀。加入0.6% Al-5Ti-B和0.6% RE的ADC12合金經熱處 理后，桿狀共晶硅長度減小，全部發生鈍化，大部分為球化顆粒。經熱處理后，球狀共晶硅的 形成方式有兩種：一種是粗針狀的共晶硅熔斷成細小顆粒后再發生球化，第二種是由原細 小的硅顆粒直接球化。未變質的共晶硅要球化成顆粒是較為困難的，當Al-5Ti-B和RE復 合細化處理后，共晶硅相的尺寸較小，共晶硅不需熔斷過程可直接球化，使球化的過程更加 容易進行，從而改善ADC12合金的性能。
[0012] 未變質R14合金顯微組織中存在粗大的板塊狀初晶硅，棱角尖銳且分布不均勻， 共晶硅為長針片狀。經熱處理后，合金組織變化顯著，大塊初晶硅棱角發生了較為明顯的鈍 化，但其尺寸變化并不大，仍維持在60 μ m左右，而尺寸較小的初晶硅則由板塊狀鈍化為橢 球狀；長針狀的共晶硅相在熱處理后已基本消失，共晶硅發生了熔斷和球化的過程，大部分 轉變為均勻分布的短棒狀或球狀。
【具體實施方式】
[0013] 下面通過實施例對本發明進行具體的描述，只用于對本發明進行進一步說明，不 能理解為對本發明保護范圍的限定，該領域的技術工程師可根據上述發明的內容對本發明 作出一些非本質的改進和調整。
[0014] 實施例1
[0015] -種Al-Si合金的細化變質后的熱處理工藝，所用合金是ADC12合金，該合金是是 一種共晶型Al-Si合金，具有良好的鑄造性能（流動性好、收縮率低），比強度高、熱膨脹系 數小以及耐腐蝕。因此，被廣泛用于汽車、摩托車等制造業，其工藝包括以下步驟：
[0016] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0017] ⑵用60_100°C的水進行冷卻；
[0018] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0019] ⑷空冷至室溫。
[0020] 熱處理前后合金物理性能參數對比
[0022] 實施例2
[0023] -種Al-Si合金的細化變質熔煉工藝，所用合金是R14合金，該合金是一種過共晶 型Al-Si合金，具有熱膨脹系數小、比重低、耐磨耐蝕性好和良好的導熱性等優點，被廣泛 應用于壓鑄行業。未變質過共晶Al-Si合金中，初晶硅顆粒十分粗大，共晶硅相為長針狀， 導致合金機械性能下降，另外硅相形態和分布也對性能有影響，其工藝包括以下步驟：
[0024] ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h ;
[0025] ⑵用60_100°C的水進行冷卻；
[0026] ⑶加熱至170°C，保溫12h ;
[0027] ⑷空冷至室溫。
[0028] 熱處理前后合金物理性能參數對比
[0029]
[0030] 通過以上具體實施案例可以看出，選用本發明工藝獲得的產品經測試，其抗拉強 度、延伸率和布氏硬度能等關鍵質量指標均符合相關標準，工作可靠性高，使用壽命長。
【主權項】
1. 一種Al-Si合金的細化變質后的熱處理工藝，其特征在于，包括以下步驟： ⑴在箱式電阻爐熱到520°C溫度下保持6h; ⑵用60-100°C的水進行冷卻； ⑶加熱至170°C，保溫12h; ⑷空冷至室溫。
【專利摘要】本發明公開了一種Al-Si合金的細化變質熔煉工藝，其步驟包括：⑴預熱：石墨粘土坩堝預熱到450±10℃溫度下保持10min；⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740℃充分融化，接著用鋁箔將0.7-0.75％六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時間為10min；⑶精煉扒渣；⑷細化變質處理：在相應溫度加入變質劑進行變質處理；⑸靜置保溫10min；⑹扒渣澆注：扒渣出爐，在已準備好的模腔內澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預熱到200-250℃。本發明工藝流程有效的提高合金的綜合力學性能，為進一步開發新型壓鑄鋁合金做準備。
【IPC分類】C22F1/043
【公開號】CN105316608
【申請號】CN201510810318
【發明人】徐衛明, 楊以振, 顧金才, 何云超
【申請人】張家港市廣大機械鍛造有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月20日