本發明專利技術屬于金屬材料熱處理技術領域，具體涉及一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理工藝。本發明專利技術所述的均勻化退火熱處理工藝是將電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的A390鑄錠放入加熱爐中，加熱至350～500℃，保溫2～6h，然后隨爐冷卻至250℃，最后出爐空冷。均勻化退火熱處理工藝使A390鋁合金鑄錠的布氏硬度從130HB降至70HB以下，延伸率從2.5％增加至8％以上。本發明專利技術對A390鋁合金鑄錠進行了均勻化退火熱處理工藝，由于合金相的溶解與晶內偏析的消除，A390鋁合金鑄錠的組織成分均勻性得到提高，改善了合金的微觀組織，消除了殘余應力，增強了合金的可加工性。本發明專利技術工藝簡單，成本低，具有較高的生產效率，適合大規模工業生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬材料熱處理
，具體涉及一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火 熱處理工藝。
技術介紹
A390鋁合金由于具有熱膨脹系數小、體積穩定性高、鑄造性能與焊接性能好、并具 有優良的耐磨耐蝕性能和一定的高溫強度，因而被廣泛用于制動鼓、汽車輪轂、發動機轉 子、斜盤等耐磨件，是汽車、摩托車、工程機械等發動機系統的首選材料之一，是商業應用最 廣泛的過共晶鋁合金。但該合金的常規凝固組織由初生硅和共晶組織組成，初生硅一般呈 粗大的板片狀、多角形塊狀和五瓣星狀，共晶硅呈粗針狀，嚴重影響合金的力學性能。因此， 改善初生硅和共晶硅的形態、細化初生硅的尺寸是提高過共晶鋁硅合金力學性能和改善切 削加工性能的重要途徑。 采用電磁攪拌-半連續鑄造技術制備出了初生硅細小、分布均勻、形貌為近球狀的 A390鋁合金鑄錠，但是通過對合金顯微組織和性能的分析，發現共晶硅形貌差、存在偏析現 象，再加上鑄態合金中殘余應力的存在，使合金硬度高，加工性能差。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提供了一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理 工藝，具體技術方案如下： A390鋁合金鑄錠的制備方法為： (1)在惰性氣體保護下，將A390鋁合金置于電阻加熱爐或電磁感應加熱爐中熔化 成合金熔體，當熔體溫度上升到830~900°C時將其轉移到中間包內，添加熔體清渣劑，充分 攪拌并保溫20~30分鐘后扒去浮渣； (2)當熔體溫度降到800~820°C時，添加質量百分比為1%。~6%。的變質劑，攪拌均 勻，保溫20~50分鐘； (3)當熔體溫度降到780~800°C時，添加質量百分比為2%。~10%。的精煉劑，充分 攪拌，保溫15~20分鐘后扒去浮渣； (4)對合金熔體進行除氣處理：向熔體中通入氣壓為0.0IMPa的氣體，保溫10~15 分鐘，除氣完畢后熔體靜置孕育30~40分鐘;所述氣體為六氯乙烷、氮氣或氬氣； (5)加熱熔體到800~820°C后采用電磁攪拌方法進行半連續鑄造，結晶器內的熔 體溫度為730~760°C，電磁攪拌器的攪拌電流為20~100A，攪拌頻率為5~100Hz，連鑄機的 連鑄速度為30~800mm/min，冷卻水溫度為室溫，流量為10~500L/min。最終得到A390鋁合 金鑄錠。 將采用如上所述的電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的A390鋁合金鑄錠放入加熱爐 中，加熱至350~500°C，保溫2~8h，然后隨爐冷卻至250°C，最后出爐空冷。 進一步地，所述加熱爐為電阻爐。 本專利技術的均勻化退火熱處理工藝可使A390鋁合金鑄錠的布氏硬度從130HB降至 70HB以下，延伸率從2.5 %增加至8 %以上，組織中共晶硅由粗針狀轉變成細小的球狀，分布 均勻，明顯改善了加工性能。 A390鋁合金鑄錠的均勻化退火過程，實質是原子擴散的過程，對于高硅鋁合金，硅 具有較大的擴散系數，它們在鋁中的擴散比較快。由裴克第一擴散定律得知，影響元素擴散 系數D的因素，必將影響均勻化過程，而擴散系數D與均勻化退火溫度呈正比關系，溫度越 高，擴散越快，越充分，均勻化過程中，這些分布在晶界和枝晶間的共晶硅溶解、析出、球化， 由粗針狀轉變成近球狀，并通過原子擴散使基體α-Al相成份均勻化，提高其機械性能，消除 殘余應力。 均勻化退火過程中，不發生相變，原子的擴散只在有限的范圍內進行，晶界的大量 缺陷及夾雜妨礙了晶粒間的原子交換，晶界難以迀移，所以均勻化退火過程中初生硅的尺 寸變化不明顯，但是溫度不能過高，否則容易發生過燒，合金性能反而降低。保存時間越長， 原子擴散越充分，合金中的共晶硅由粗針狀轉變成細小的近球狀，分布均勻性也得到提高， 再加上合金中非平衡相的溶解消失，以及殘余應力的消除，使合金的硬度明顯降低。 在保溫的開始階段合金鑄錠的硬度降低很快，保溫一段時間后硬度降低速度變 慢。這是由于均勻化有自動減緩的傾向，均勻化過程只在退火前一段時間進行得最劇烈，隨 后不斷變慢。因此，過分地延長保溫時間效果不明顯，同時會增加合金鑄錠的氧化損失，降 低設備生產能力，增加熱能消耗。本專利技術具有以下優點： (1)本專利技術對Α390鋁合金鑄錠進行了均勻化退火熱處理工藝，由于合金相的溶解 與晶內偏析的消除，Α390鋁合金鑄錠的組織成分均勻性得到提高，改善了合金的微觀組織， 消除了殘余應力，增強了合金的可加工性。 (2)工藝簡單，成本低，具有較高的生產效率，適合大規模工業生產。 (3)本專利技術探討了均勻化退火熱處理工藝各參數對合金組織和性能的影響，對后 續加工成形具有非常重要的意義。【附圖說明】 圖1為未經過均勻化退火熱處理工藝的Α390鋁合金鑄錠的金相顯微組織結構圖。 圖2為經過本專利技術均勻化退火熱處理工藝后的Α390鋁合金鑄錠的金相顯微組織結 構圖。【具體實施方式】 實施例1將采用電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的Α390鋁合金鑄錠放入電阻爐中，隨爐升 溫至400°C，保溫2h，保溫后隨爐冷卻至250°C，出爐空冷。 實施例2將采用電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的A390鋁合金鑄錠放入電阻爐中，隨爐升 溫至450°C，保溫4h，保溫后隨爐冷卻至250°C，出爐空冷。 實施例3將采用電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的A390鋁合金鑄錠放入電阻爐中，隨爐升 溫至480°C，保溫6h，保溫后隨爐冷卻至250°C，出爐空冷。對以上實施均勻化退火熱處理的A390鋁合金鑄錠進行力學性能試驗。延伸率在 CTM8050微機控制電子萬能試驗機上測試，測量試樣按照GB/T16865-1997標準加工;硬度在 HBE-3000A型電子布氏硬度計上測試，測量試樣按照GB231-84標準加工，試驗結果如表1所 不。 表1測試性能數據【主權項】1. 一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理工藝，其特征在于，將A390鋁合金鑄錠放入 加熱爐中，加熱至350~500°C，保溫2~8h，然后隨爐冷卻至250°C，最后出爐空冷。2. 根據權利要求1所述的一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理工藝，其特征在于，所 述A390鋁合金鑄錠為電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的鑄錠，所述加熱爐為電阻爐。【專利摘要】本專利技術屬于金屬材料熱處理
，具體涉及一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理工藝。本專利技術所述的均勻化退火熱處理工藝是將電磁攪拌-半連續鑄造技術獲得的A390鑄錠放入加熱爐中，加熱至350～500℃，保溫2～6h，然后隨爐冷卻至250℃，最后出爐空冷。均勻化退火熱處理工藝使A390鋁合金鑄錠的布氏硬度從130HB降至70HB以下，延伸率從2.5％增加至8％以上。本專利技術對A390鋁合金鑄錠進行了均勻化退火熱處理工藝，由于合金相的溶解與晶內偏析的消除，A390鋁合金鑄錠的組織成分均勻性得到提高，改善了合金的微觀組織，消除了殘余應力，增強了合金的可加工性。本專利技術工藝簡單，成本低，具有較高的生產效率，適合大規模工業生產。【IPC分類】C22F1/04【公開號】CN105483575【申請號】CN201510868225【專利技術人】梁博, 徐駿, 張志峰, 高明偉, 馮京, 李豹 【申請人】北京有色金屬研究總院【公開日】2016年4月13日【申請日】2015年12月1日本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種A390鋁合金鑄錠均勻化退火熱處理工藝，其特征在于，將A390鋁合金鑄錠放入加熱爐中，加熱至350～500℃，保溫2～8h，然后隨爐冷卻至250℃，最后出爐空冷。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁博，徐駿，張志峰，高明偉，馮京，李豹，
申請(專利權)人：北京有色金屬研究總院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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