铸造铝合金轮毂T6热处理工艺的优化研究

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铝合金热处理T6

铝合金热处理T6

T6 是变形铝合金‎(区别于铸造‎铝合金)的一种热处‎理工艺,是“‎固溶处理(对于钢铁此‎过程称作“淬火”,这个大家应‎该很熟悉)+ 人工时效”‎的过程,其中主要因‎素是固溶温度、淬火速率(由淬火介质‎决定)、时效温度,保温时间,时效级数(一级时效或‎多级时效)。

对于不同合‎金,相同的热处‎理代号,如T6 ,所包含的以‎上各因素的‎值各不相同‎。

这种工艺区‎别于通常所‎说的“退火”工艺。

这种工艺是‎解决材料的‎强度、塑性合理搭‎配(高的强度和‎足够的塑性‎),和抗腐蚀性‎能的关键。

未经过Tx‎x x处理的‎变形合金,是绝对不能‎作为结构材‎料使用的,一定会出"矿难”的,所以请大家‎放心,你们的车架‎子(只要不出自‎黑心矿主的‎作坊)一定已经处‎理过了。

2014 铝合金常用的热处‎理状态的代‎号有T6, T62, T651(e), 不同的产品‎形状的处理‎工艺略有差‎别。

我的MOS‎S O车架子‎是7005‎合金,通常用的工‎艺为T53(v),上面不写也‎知道。

车把和把立‎时6061‎铝合金T6以上铝合金‎都是国外的‎牌号处理是每个‎车架都必须‎进行的,否则车架会‎因此开裂,当然高级车‎架和低级车‎架在处理中‎可以省略去‎一些步骤。

比如700‎5的车架成‎型后,可进行t4‎,之后还要经‎过一个长时‎间进行t6‎,有个别工厂‎为了省成本‎,只进行了t‎4,而没有进行‎t6,也有个别工‎厂甚至只是‎防止烤漆房‎进行所谓的‎t处理,温度的精确‎和技术根本‎达不到最佳‎要求。

而t处理也‎是一个车架‎生产关键的‎一道工序,技术好且舍‎得工本的工‎厂会在t4‎前进行车架‎矫型,t4后矫型‎,然后在t6‎,处理时温度‎时间控制精‎确,那处理出的‎车架会有相‎当的强度和‎韧性,不容易在使‎用后出现问‎题。

另外越是轻‎的车架,其t处理技‎术必须越过‎关,否则稍微的‎应力产生,都可能在那‎个部位发生‎断裂,这也就是为‎什么有的工‎厂能有能力‎做出超轻车‎架,而另外一些‎工厂却做不‎出来的原因‎,并不是抽制‎过的db管‎购买不到,而是t处理‎的技术不过‎关会导致成‎批的次品。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度和良好的耐腐蚀性等优点,已经成为现代汽车的重要零部件。

低压铸造作为一种成熟的铝合金轮毂生产技术,其工艺优化对于提高产品质量、降低成本和缩短生产周期具有重要意义。

本文将重点探讨低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化,以期为相关领域的科研和工程实践提供参考。

二、低压铸造基本原理及特点低压铸造是一种将熔融金属液注入铸型,并通过控制压力差实现金属液与铸型间良好结合的铸造方法。

其基本原理是利用坩埚内的金属液在较低压力下,通过浇口进入铸型,形成所需形状的轮毂。

低压铸造具有以下特点:1. 工艺简单,操作方便;2. 金属液填充平稳,减少涡流和夹杂;3. 铸件尺寸精度高,表面质量好;4. 可适用于多种合金材料的铸造。

三、数值模拟方法及应用为了实现低压铸造铝合金轮毂的工艺优化,数值模拟成为重要的研究手段。

通过建立铸造过程的数学模型,利用计算机软件进行模拟分析,可以预测和优化铸造过程中的金属液流动、温度场、应力场等关键参数。

数值模拟方法主要包括有限元法、有限差分法和边界元法等。

在铝合金轮毂的低压铸造过程中,采用数值模拟可以:1. 分析金属液的填充过程,优化浇口设计;2. 预测铸件的温度场分布,控制冷却速度;3. 分析铸件的应力分布,防止热裂和冷裂;4. 评估铸件的质量和性能。

四、工艺优化策略基于数值模拟结果,可以对低压铸造铝合金轮毂的工艺进行优化。

主要的优化策略包括:1. 优化模具设计:通过改进模具结构,提高金属液的填充能力和铸件的质量。

2. 调整工艺参数:包括金属液的浇注温度、模具温度、压力控制等,以获得最佳的铸造效果。

3. 改进合金材料:通过调整合金成分,提高铝合金的流动性和抗裂性能。

4. 引入自动化技术:如使用机器人进行自动化操作,提高生产效率和产品质量。

五、实践应用与效果评估通过对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化,可以有效地提高产品质量、降低成本和缩短生产周期。

《2024年低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

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《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点被广泛用于汽车制造中。

低压铸造是一种重要的铝合金轮毂生产技术,其具有生产效率高、能耗低、工艺稳定等优点。

然而,低压铸造过程中的各种因素,如铸造温度、压力、充型速度等对产品质量有着重要影响。

因此,对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化显得尤为重要。

本文旨在通过数值模拟技术对低压铸造铝合金轮毂的过程进行深入研究,并探讨其工艺优化方法。

二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟1. 模型建立首先,根据铝合金轮毂的设计图纸,在CAD软件中建立三维模型。

然后,将模型导入到数值模拟软件中,设置材料属性、边界条件等参数。

2. 数值模拟过程在数值模拟过程中,主要考虑的是铸造过程中的流体流动、热传导和相变等物理过程。

通过求解质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程等基本物理方程,可以得到铸造过程中的温度场、流场和应力场等关键参数。

3. 结果分析通过数值模拟,可以得到铝合金轮毂在低压铸造过程中的充型过程、凝固过程和缩孔、气孔等缺陷的形成过程。

这些结果为后续的工艺优化提供了重要依据。

三、工艺优化1. 铸造温度的优化铸造温度是影响铝合金轮毂质量的重要因素。

通过数值模拟,可以得到不同铸造温度下轮毂的温度场和流场分布。

通过对这些结果的分析,可以找到最佳的铸造温度,从而提高轮毂的质量。

2. 压力参数的优化压力参数是低压铸造过程中的重要参数之一。

通过调整压力参数,可以控制充型速度和充型过程,从而影响轮毂的质量。

通过数值模拟,可以得到不同压力参数下轮毂的充型过程和凝固过程,从而找到最佳的压力参数。

3. 模具设计的优化模具设计对铝合金轮毂的质量有着重要影响。

通过数值模拟,可以得到模具内流体的流动情况和热传导情况,从而优化模具设计,提高轮毂的质量。

例如,可以通过优化模具的冷却系统,控制模具的温度分布,从而改善轮毂的凝固过程和减少缩孔等缺陷的形成。

铝合金轮毂热处理

铝合金轮毂热处理

铝合金轮毂热处理铝合金轮毂热处理1、铝合金轮毂热处理过程及重要性热处理就是以一定的加热速度,升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却,得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。

其主要目的是:提高力学性能,增强耐腐性能,改善加工性能,获得尺寸的稳定性。

铸造铝合金轮毂选用的材料是A356铝合金(美国牌号),对应的国内合金牌号为ZL101,属铝-硅系铸造合金,通常采用T6热处理工艺,含义如下表:表1 热处理状态代号、名称及特点铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。

在Al-Si-Mg合金中,固溶处理的实质在于:将合金加热到尽可能高的温度,并在该温度下保持足够长的时间,使强化相Mg2Si充分溶入α-Al 固溶体,随后快速冷却,使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。

温度愈高,愈接近固相线温度,则固溶处理的效果愈好。

固溶处理也会改变共晶Si的形态,随着固溶保持时间的延长,Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程,这种过程随固溶温度的提高而增强。

一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535--545℃之间,时间为6小时。

固溶温度对Si相形态的影响要比保温时间的影响大得多,通过参照相关理论和试验发现,550℃保温100分钟后的Si相形态等同于540℃保温300分钟后的形态,目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉,除特殊产品有明确要求外,均采用固溶550℃保温140分钟左右的热处理工艺。

当然,选择的是较高的固溶温度,对设备稳定性的要求也很高,炉膛内各部温度要均匀,否则局部温度过高,会导致部分产品过热、过烧。

铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60--80℃之间,而且水的状态对机械性能也有一定影响,这是因为轮毂淬火时水温升高,工件表面局部水气化的可能性增大,一旦气囊形成,冷速就明显降低,这会使机械性能降低,因而在工件淬火的情况下,必须要开启水循环装置(搅拌器、循环泵等),使水箱内的水处于流动状态,水温均匀,工件表面没有形成气囊的机会,保持一定的冷却速度,确保淬火效果。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言低压铸造作为一种高效的铝合金铸造工艺,近年来在汽车制造行业中被广泛采用,尤其是用于铝合金轮毂的生产。

这一技术的运用使得制造出的轮毂不仅强度高、质量轻,还具备较好的抗腐蚀性。

本文旨在探讨低压铸造铝合金轮毂的数值模拟及工艺优化,以期提升产品质量和制造效率。

二、低压铸造工艺概述低压铸造是一种将熔融的金属液在压力控制下注入铸型,并通过重力进行充填的铸造方法。

此工艺过程中,模具的温度、压力控制以及金属液的流动速率等都是影响轮毂质量的关键因素。

对于铝合金轮毂的生产,低压铸造具有生产效率高、充型平稳、材料利用率高等优点。

三、数值模拟在低压铸造中的应用数值模拟技术为低压铸造铝合金轮毂提供了重要的技术支持。

通过模拟熔融金属的充型过程、温度场分布以及凝固过程,可以预测铸造过程中可能出现的缺陷,如气孔、缩孔等。

此外,数值模拟还可以优化模具设计、控制充型速度和压力等工艺参数,从而提高产品质量和降低生产成本。

四、工艺优化措施1. 模具设计优化:通过数值模拟分析模具的温度场和流场分布,优化模具结构,提高模具的导热性能和充型能力。

同时,合理设计浇口位置和大小,以控制金属液的流动速度和方向。

2. 工艺参数控制:在低压铸造过程中,控制合适的模具温度、充型压力和充型速度是关键。

这些参数需要根据具体的合金成分、轮毂尺寸以及生产条件进行调整,以获得最佳的铸造效果。

3. 质量控制:严格把控原材料的化学成分和物理性能,确保熔炼过程中的温度和气氛控制得当,以减少金属液中的气体和夹杂物含量。

此外,对铸造出的轮毂进行质量检测,如尺寸检测、硬度测试和金相分析等,以确保产品质量符合要求。

五、实践应用与效果分析通过数值模拟与工艺优化的结合,我们成功提高了铝合金轮毂的生产效率和产品质量。

具体表现在以下几个方面:1. 充型平稳性:通过优化模具设计和控制充型速度,使得金属液在充型过程中更加平稳,减少了气孔和缩孔等缺陷的产生。

《2024年低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

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《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造技术,在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

然而,铸造过程中涉及到众多工艺参数,如何通过数值模拟与工艺优化来提高轮毂的质量和性能,成为当前研究的热点。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行探讨。

二、低压铸造技术概述低压铸造是一种将熔融金属液在较低压力下注入铸型,并经过冷却凝固成型的铸造方法。

该方法具有工艺简单、铸件尺寸精度高、表面质量好等优点,在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

然而,铸造过程中涉及到金属液的充型、凝固、收缩等多个阶段,这些阶段受到多种工艺参数的影响,如熔炼温度、浇注温度、模具温度、压力等。

三、数值模拟方法为了更好地控制铸造过程,提高轮毂的质量和性能,数值模拟技术被广泛应用于低压铸造过程中。

数值模拟可以通过建立物理模型、数学模型和计算机模型,对铸造过程中的金属液充型、凝固、收缩等过程进行模拟,预测可能出现的缺陷和问题。

常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法等。

四、工艺优化策略针对低压铸造铝合金轮毂的工艺优化,主要从以下几个方面进行:1. 优化熔炼工艺:通过调整熔炼温度、合金成分等参数,获得具有良好流动性和充型的金属液。

2. 优化浇注工艺:通过调整浇注温度、浇注速度等参数,控制金属液的充型过程,避免产生气孔、缩松等缺陷。

3. 优化模具设计:根据轮毂的结构特点和使用要求,设计合理的模具结构和尺寸,以提高轮毂的尺寸精度和表面质量。

4. 引入先进技术:如引入机器人自动化技术、在线检测技术等,实现铸造过程的自动化和智能化,提高生产效率和产品质量。

五、实例分析以某铝合金轮毂为例,通过数值模拟技术对其低压铸造过程进行模拟,分析不同工艺参数对轮毂质量和性能的影响。

在此基础上,对熔炼工艺、浇注工艺和模具设计进行优化,得到一组较佳的工艺参数。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

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《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因具备轻量化、耐腐蚀性强、抗冲击性良好等优势,得到了广泛的应用。

其中,低压铸造工艺是一种广泛应用于铝合金轮毂生产的制造技术。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行深入探讨,旨在提高产品质量、生产效率和降低生产成本。

二、低压铸造工艺简介低压铸造是一种利用低压差使熔融金属填充铸型并结晶成型的铸造工艺。

在铝合金轮毂的生产过程中,低压铸造技术以其高填充性、高密实性和较低的成本得到了广泛应用。

在低压铸造过程中,模具处于封闭状态,使合金熔体在低于大气压的条件下充满模具,从而实现金属液体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

三、数值模拟在低压铸造中的应用数值模拟技术在低压铸造过程中扮演着重要的角色。

通过建立准确的物理模型和数学模型,利用数值方法模拟合金熔体的流动、热传导、传质和凝固过程,实现对整个铸造过程的模拟。

这一过程对于优化模具设计、预测产品质量、降低废品率具有重要意义。

在铝合金轮毂的低压铸造过程中,数值模拟技术可以帮助分析充型过程中的压力分布、温度变化以及合金熔体的流动行为,为工艺优化提供依据。

四、工艺优化策略为了进一步提高铝合金轮毂的制造质量和生产效率,降低生产成本,需要从以下几个方面进行工艺优化:1. 模具设计优化:根据数值模拟结果,对模具结构进行优化设计,包括进液口位置、出气孔设置、模具壁厚等参数的调整,以提高金属液体的充型能力和产品质量。

2. 工艺参数优化:通过调整铸造温度、压力、速度等工艺参数,实现合金熔体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

同时,优化冷却系统和热处理工艺,提高产品的力学性能和耐腐蚀性。

3. 材料选择与控制:选用优质的铝合金材料和适当的合金成分,以获得良好的机械性能和抗腐蚀性能。

同时,严格控制材料的成分和杂质含量,以确保产品质量。

4. 生产环境与质量控制:建立严格的生产环境与质量控制体系,包括检测设备的配置与使用、工艺流程的标准化等措施,确保产品质量和生产过程的稳定性。

《2024年低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

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《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,已经成为现代汽车的重要部件。

低压铸造作为一种重要的铝合金轮毂生产工艺,其生产效率高、成品率稳定,被广泛应用于实际生产中。

然而,低压铸造过程中的工艺参数优化对产品性能及质量具有重要影响。

因此,本文旨在通过数值模拟方法,对低压铸造铝合金轮毂的过程进行深入研究,并提出工艺优化措施。

二、数值模拟研究1. 建模与设定通过专业的模拟软件,建立低压铸造铝合金轮毂的有限元模型。

设定模型中的材料属性、边界条件等参数,确保模拟过程的准确性。

2. 模拟过程在设定的条件下,模拟低压铸造过程中熔融金属的充型、凝固及冷却等过程。

通过观察模拟过程中的温度场、流场等变化,了解金属的充型行为及轮毂的凝固过程。

3. 结果分析根据模拟结果,分析低压铸造过程中可能存在的问题及影响因素。

如充型速度、温度梯度、气孔形成等,为后续的工艺优化提供依据。

三、工艺优化措施1. 充型速度优化通过调整充型速度,改善熔融金属的充型行为。

在保证金属充分填充的前提下,减小金属的湍流和气孔的形成。

通过模拟和实验验证,确定最佳的充型速度范围。

2. 温度制度优化温度制度对铝合金轮毂的凝固过程及组织性能具有重要影响。

通过调整熔炼温度、模具温度等参数,优化温度制度。

同时,考虑到材料的结晶特性及合金成分,制定合理的温度梯度。

3. 模具设计优化模具设计对铝合金轮毂的成型质量及生产效率具有重要影响。

通过优化模具的结构设计、排气系统等,提高模具的成型质量及使用寿命。

同时,考虑模具的加工工艺及成本等因素,实现模具设计的综合优化。

四、实验验证与结果分析1. 实验方法与过程根据数值模拟结果及工艺优化措施,进行实际生产实验。

记录实验过程中的工艺参数、产品性能及质量等数据。

同时,与未优化的生产过程进行对比,分析优化措施的效果。

2. 结果分析根据实验数据,分析低压铸造铝合金轮毂的工艺优化效果。

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铸造铝合金轮毂T6热处理工艺的优化研究陈旷1,关绍康1,胡保健2,梁允勇3(1.郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450002;2.三门峡戴卡轮毂制造有限公司,河南三门峡472000;3.奇瑞汽车有限公司,安徽芜湖241009)摘要:研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对A356合金铸造轮毂性能的影响规律并优化了T6热处理工艺,将淬火停留时间缩短到2h。

研究表明:未涂装时优化工艺使合金抗拉强度达到240MPa,屈服强度达到181MPa。

伸长率达到8%;涂装后抗拉强度达到262MPa,屈服强度达到179MPa,伸长率达到9%,接近并达到目前国内T6工艺的强度性能,超过了国内轮毂行业的强度性能标准,具有一定的生产实际意义。

关键词:T6;涂装烘烤;A356;淬火停留时间中图分类号:TG142.4文献标识码:A文章编号:1001—3814(2006)06-0030-03铝合金轮毂具有节油、真圆度好、散热性好、坚固耐用、外观美观和操作轻快等优点,作为钢制轮毂的良好替代品。

已广泛应用于轿车和客车上。

但由于铝合金热处理后需要经历一次涂装烘烤工序,相当于对合金进行一个后续热处理,以往的研究仅局限于合金T6工艺的研究,因此作者研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对合金力学性能和组织的影响,并在研究基础上优化了T6工艺。

研究表明,合金经优化工艺处理后其力学性能超过了目前国内A356合金低压铸造轮毂的标准,但比传统T6工艺的处理周期缩短了约8h,大大节约了生产成本。

1试验材料和试验方法1.1原材料和试验设备原材料为A356合金锭,99.7%以上的工业纯铝、纯镁锭、1#结晶硅,变质剂采用A1-10%Sr,细化剂选用A1.5Ti-1C,配制成符合要求的合金成分;试验设备及测试仪器:5t燃气炉,德国GIMA低压铸造机,SX-4-10箱式电阻炉,WDW-50微机控制电子万能试验机。

1.2熔炼铸造工艺熔炼在5t燃气炉中进行,熔炼温度为740~770℃,精炼温度为740~760℃.采用CCl4精炼,精炼5~8min,静置10~15min,变质细化在中间包进行,其温度不低于720℃,加入变质细化剂后,通氮精炼除气15~20min,倒入低压铸造机进行铸造,铸造温度不低于720℃,铸造成特定规格的A356合金轮毂,其化学成分(质量分数,%)为:6.99Si,0.31Mg,0.086Ti,0.010Sr,0.148Fe,0.006Cu,0.010Mn,0.013Zn.余为Al。

1.3热处理工艺的制定A356铸造轮毂热处理工艺为T6热处理;固溶保温时间选择0.5、1、2、3、4、5和6h:淬火停留时间选择0、2、4、6、8、10和12h。

模拟烘烤热处理工艺参数为:一级涂装(210℃x20~25min);二级涂装:(160℃x20~25min);三级涂装:(100℃x20~25min)。

1.4力学性能测试和DSC分析在轮毂上轮缘取样,制成标准力学性能试棒,热处理后,在WDW-50微机控制电子万能试验机上进行力学性能测试,拉伸速率为5mm/s;高温差热分析在DSC分析仪上进行。

2试验结果及分析2.1固溶保温时间对力学性能和组织的影响由图l可看出,固溶后的硬度随时间的延长增加不大,在3h后,合金的硬度趋于稳定,说明在固溶阶段.由于硅相的溶人而引起的硬度增加不是很大;时效后,合金的硬度随固溶时问的增加非常明显,尤其是前4h.4h后增长趋势变缓。

图1固溶保温时间对力学性能的影响2.2淬火停留时间对力学性能的影响图2为淬火停留时间对力学性能的影响,可看出,当淬火停留时间为2h,合金的硬度急剧增加,2h后,合金的硬度有所增加,但增加较为缓慢。

文献[1]对Al-Mg-Si合金固溶后停留时间对合金时效强度的影响进行了实验研究,结果发现淬火停留时间为0~l2h,合金的强度增加较快。

文献认为自然时效促使了合金固溶后GP区变成了强化相β相的形核部分,使人工时效后析出的Mg2Si 相数量增加,从而增加了合金时效后的硬度。

文献【2】认为铸造A356合金轮毂的淬火停留时间以6~10h为佳,但研究表明,淬火停留时间为2h即可达到较为理想的强度性能。

图2淬火停留时间对力学性能的影响2.3涂装工艺对合金力学性能的影响研究了涂装烘烤工艺对合金强度和伸长率的影响,结果见图3,伸长率结果为未涂装及一、二级涂装后的伸长率为9%,三级涂装后为10%。

结果表明,涂装烘烤工艺能够在一定程度上提高合金的强度,但对合金的伸长率没有太大影响。

涂装工艺对抗拉强度和屈服强度的影响趋势是一致的,一级涂装后,合金的强度降低,二级涂装后,强度大大增加,三级涂装后,合金的强度又有所降低。

图3涂装烘烤工艺对A356合金强度的影响对A356合金在固溶态、T6及三级涂装工艺处理后的试样进行DSC分析。

结果见图4。

图4不同热处理工艺下A356合金DSC曲线文献【3】研究A356合金屈服强度模型时指出,硅在α-Al中的固溶度为0.5%~1.2%,由于硅的固溶产生屈服强度增加不超过23MPa。

关于Al-Mg-Si 合金的强化机理,文献【4~6】认为,合金的脱溶序列为过饱和固溶体→GP区→β″相→β′相→β相,当形成GP区时,GP区与基体在边界附近产生弹性应变,阻碍了位错运动,提高了合金的强度;随着时效时间的延长,GP区迅速长大成针状或棒状即为β″相,其C轴方向的弹性共格结合引起的应变场最大,它的弹性应力也最高,当β″相长大到一定的尺寸,它的应力场遍布整个基体,应变区几乎相连,此时合金的强度较高;在β″相的基础上,Mg、Si原子进一步富集形成局部共格的β′过渡相,其周围基体的弹性应变达到最大值,强度有所下降;当形成稳定的β相时,失去了与基体的共格关系。

共格应变消失,强度相对有所下降。

因此,合金强度的变化应主要归结为其沉淀析出相之间的转变。

对A356合金固溶DSC曲线进行分析,其中A点为GP区析出峰,B点为β″相析出峰,C1、C2为β析出峰,D为β平衡相析出峰。

比较固溶和时效DSC 曲线,β″和β′析出温度基本一样,但时效DSC曲线β″峰值明显高于固溶DSC 曲线,时效曲线β相析出温度增加,因为时效有利于强化相β″和β′相的析出,从而阻碍了平衡相β的析出。

一级涂装曲线β相的析出温度降低,相比一级涂装,二级涂装曲线β相的温度增加,而三级涂装β相的析出温度又有所降低,且三级涂装β相析出峰值明显增加,而β″和β′相的峰值明显弱化。

在A356合金中。

合金的强度增加主要来自于β″和β′相的沉淀强化,而平衡相对合金的强度没有贡献。

时效后,合金强度增加,由于时效过程中形成了大量弥散的β″和β′相,一级涂装后,有利于β″和β′相向平衡相β相的转变,强化相数量降低,从而使合金强度降低;二级涂装后。

合金强度增加可能是因为二级涂装阻碍β″和β′相向平衡相β相的转变,而固溶体中空位和位错的释放使强化相增加的缘故;三级涂装后,合金平衡相β相大大增加,β″和β′相的数量减少,从而使合金的强度有所降低。

2.4优化T6工艺试验结果根据上述试验结果。

对T6工艺进行优化。

按温度不变,固溶保温时间6h,淬火停留时间2h,时效时间4h进行试验,并与T6工艺进行对比分析结果见表1。

可看出优化工艺的强度稍逊于T6工艺,三级涂装工艺后,缩小了两种工艺的强度差距,涂装后T6优化工艺性能明显高于T6工艺未涂装时的性能。

T6优化工艺强度性能已完全达到并超过现国家轮毂行业强度性能标准。

表l T6工艺与优化工艺结果对比3结论(1)A356合金在固溶阶段硬度的增加并不明显,随固溶时间的延长,合金的布氏硬度从73.9增加到77.1;时效后,合金的固溶时间对布氏硬度的影响十分明显,由开始的77.1增加到94,在0-4h增加较为明显,4h后增加趋势变缓。

(2)淬火停留时间0~2h,合金的硬度增加较为明显,2h后合金硬度增加变缓,其原因是自然时效促使合金固溶后GP区变成了强化相β相的形核部分,使人工时效后析出的Mg2Si相数量增加,从而增加了合金时效后的硬度。

(3)涂装烘烤工艺能够在不影响合金伸长率的前提下提高合金的强度,尤其是抗拉强度,涂装工艺后,两种工艺下合金的抗拉强度增加了15-20MPa,屈服强度增加并不明显。

DSC分析认为涂装工艺通过改变强化相β″、β′相和平衡相β相的转变温度和分布数量来强化合金的强度。

(4)T6优化工艺涂装烘烤处理后合金的性能达到并超过了目前国内A356低压铸造轮毂行业的标准。

参考文献:【1】邓苏莲,A1MgSi和AlMgSiMn合金自然时效和人工时效之问的关系[J].铝加工,1986,(1):26-27.【2】李友川,胡之亮,铸造铝合金轮毂热处理参数选择及其设备[J].轻台金加工技术,1997,(25):33—39.【3】Romesteh P A,Schafer G B.An age harden model for A1-7Si-Mg casting alloys[J]Materials Scienceand Engineering,2002,A325:424-434.【4】王盂君,6063铝合金时效工艺的研究[J].金属热处理,1998,(8):24.【5】颜建辉,热处理工艺对6063铝舍金强度和导电率的影响[J].热加工工艺,2004,(2):49—50.【6】Rafiq A.Siddiqui Influence of aging parameters on the mechanical properties of6063 aluminumalloy[J].Journal of Materials ProcessingTechnology 2000102:234240。

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