解决薄壳体铸铝零件热处理变形问题
铸件变形的常见原因应除外
铸件变形的常见原因应除外铸件变形是指在铸造过程中，由于各种因素的影响造成铸件形状和尺寸与设计要求不符的现象。
铸件变形不仅会影响产品的外观和尺寸精度，还会影响其性能和使用寿命。
因此，了解铸件变形的常见原因对于提高铸件质量和生产效率至关重要。
下面我们将介绍铸件变形的常见原因以及相应的解决措施。
一、浇注系统设计不合理浇注系统设计不合理是导致铸件变形的主要原因之一。
浇口、浇道和冒口的设计不当会导致浇注过程中液态金属流动不畅，造成金属填充不均匀，从而引起铸件变形。
此外，浇注系统中的过大的浇口、浇道和冒口也会导致浇注金属的流速过快，产生应力集中，从而导致铸件的变形。
解决办法：合理设计浇口、浇道和冒口，确保铸料能够均匀地填充模腔，减少金属流动对铸件产生的影响。
并且，通过模具设计和工艺优化，减少浇口和冒口的大小，降低浇注金属的流速，减少铸件的应力集中。
二、模具结构设计不合理模具结构设计不合理也是导致铸件变形的重要原因之一。
模具的结构设计不合理会导致模腔温度分布不均匀，金属凝固不均匀，从而引起铸件的变形。
此外，模具结构设计不合理还会导致模腔内部产生过大的应力，加剧铸件的变形。
解决办法：优化模具的结构设计，确保模腔的温度分布均匀，金属凝固均匀。
通过加强模具的冷却系统设计，控制模腔内部的温度，减少应力的产生，降低铸件的变形。
三、金属铸造过程中的温度变化金属在铸造过程中的温度变化也是导致铸件变形的重要原因之一。
在金属液体冷却过程中，由于金属在不同位置的冷却速度不同，会导致铸件出现内部应力，从而引起铸件的变形。
解决办法：控制金属的浇注温度，确保金属能够均匀地填充模腔。
通过优化金属的冷却过程，减少铸件内部应力的产生，降低铸件的变形。
四、金属材料的选择和成分金属材料的选择和成分会直接影响铸件的变形。
不同的金属材料具有不同的热膨胀系数和收缩率，因此在铸造过程中可能会出现因金属材料的性质不同而引起的变形问题。
解决办法：选择合适的金属材料，根据铸件的要求和使用环境，选用合适的金属材料。
关于热处理零件变形的解决措施探讨
关于热处理零件变形的解决措施探讨零件结构对热处理后的变形影响极大，严重时会出现裂纹等缺陷。
因此在设计零件时，应在满足使用性能的条件下，从热处理的工艺角度出发，适当修改零件结构来改善热处理操作难度。
本文对热处理零件变形的解决措施进行了分析。
标签：热处理；零件变形；措施热处理变形是指零件经热处理后其变形量超过了图样公差要求的一种物理现象。
设计人员设计零件的主要任务是确定零件的几何形状、机械性能要求、尺寸精度和选定材料牌号等等。
热处理目的是使零件获得所要求的机械性能和力学性能。
当热处理零件出现破损、弯曲、变形、发裂等现象时，人们常从材料的质量、热处理工艺使用不当或其他实际情况寻找发生变形的原因；除此之外，还应该从设计人员开始设计零件时的零件结构设计、材料选择、制定热处理技术要求等方面寻找原因，减少热处理的困难，和造成废品、反修品和零件在使用中的失效的情况。
因此设计人员必须在零件设计之初充分考虑零件结构在热处理中会不会引起变形或开裂等因素。
一、零件的结构分析变形和开裂是由热应力与组织应力共同作用的结果。
热应力是由于工件在加热和冷却时各部热胀冷缩不一致而产生；工件在加热时厚度大的传热较慢热胀也就慢，冷却时，厚度大的冷却也较慢冷缩也就慢，因此厚度大的结构限制了厚度薄的结构的热胀和冷缩。
组织应力是由于加热和冷却时组织转变不同时而产生。
同理，由于工件厚薄的差异，厚度较大的结构无论加热或冷却组织转变都滞后厚度较薄的结构，因此，引起体积膨胀或收缩也不一致。
同样厚度较大的结构限制了其它结构的组织转变。
明确了应力产生的原因与工件的结构有直接关系，零件设计，编制加工与工件的热处理变形有很大的关系，在零件设计时注意工件的截面积不宜过于悬殊，且截面形状尽量对称。
如设计时无法调整，在工件热处理前采用工艺调整的方法预留较大的加工余量或预留工艺台，在热处理后去除预留结构；在工件结构较薄处加副结构。
二、从设计方面考虑2.1合理选用材料。
大型铝合金铸件热处理变形控制
序 零件 材 铸造 热处理 最大 号 名称 料 方法 状态 尺寸
加工 余量
1 底盘 ZL111 SB 2 托架 ZL305 S 3 摇架 ZL305 S
T6
<1 514 7～13 mm
T4
<1 238 7～10 mm
T4 (长度) 939 6～8 mm
底盘 、托架 、摇架零件的铸件分别见图 1～3.
—
淬火水槽容积
8 m3
—
水槽加热方式
蒸汽加热
—
3 工艺试验及结果
在热处理加热 、冷却过程中 ,由于存在热应力和组织 应力 ,热处理变形不可避免. 在实际生产中 ,热处理变形控 制是以能够保证机械加工为标准 ,目标是将热处理变形量 控制在预留的机械加工余量范围内. 底盘 、托架 、摇架零件 的加工余量参见表 1 ,在加工余量已经确定的前提下 ,热处 理的最大变形量不超过加工余量 ,才能保证零件的机械加 工. 为了减小大型铝合金铸件的热处理变形 ,综合考虑影 响热处理变形的各种因素 ,结合大型铝合金固溶炉 、时效
图 1 底盘
1 工艺试验对象和技术要求
1. 1 工艺试验对象 根据实际生产情况 ,选择了底盘 、托架 、摇架 3 个零件
作为热处理工艺试验的对象 ,其材料 、热处理状态 、最大尺 寸及加工余量见表 1. 这些零件具有尺寸大 、壁厚不均匀 、 形状复杂 、热处理变形大等特点.
表 1 热处理工艺试验对象
铸造铝合金热处理工艺参数 ———固溶温度 、时效温度 及保温时间直接影响铝合金铸件的机械性能. 温度越高 , 强化元素溶解速度越快 ,数量也越多 ,强化效果就越好. 通 常铸造铝合金固溶处理加热温度已接近固相线温度 ,温度 调节范围很窄. 提高温度 ,容易使低熔点共晶熔化产生过 热 、过烧 ;降低温度 ,又会影响固溶效果. 在机械性能合格 的前提下 ,仍维持原工艺选取的固溶温度不变 , ZL111 为 510 ±5 ℃,ZL305 为 490 ±5 ℃.
金属热处理变形因素和改善措施
金属热处理变形因素和改善措施众所周知，在金属材料加工过程中需要进行热处理，其内部结构与组织容易发生变化，以此提高其使用性能。
因为受到诸多因素所带来的影响，在金属材料热处理过程中容易发生变形现象，为从根本上缓解这一现象则需要从多个方面加以改善与处理。
故此本文主要对金属热处理变形因素展开研究，并提出相应的改善对策。
标签：金属；热处理；变形；措施从整体角度分析，在整个金属材料加工中为从根本上改善材料物理性能以及化学性能，满足基本的工艺需求，则需要进行热处理。
所谓的热处理是利用相应的方式进行加热、保温以及冷却，以此改变金属材料的内部结构，提高其使用性能，金属热处理过程中容易发生变化，需对其加以预防与改善。
1、金属热处理变形的主要影响因素1.1 温度因素一般而言，在金属热处理中因为材料性质以及外界因素所带来的影响，所以往往会出现加热或者冷却不均匀的现象，在整个金属热处理过程中温度梯度的变化会对金属材料的内部应力有所影响。
从其它角度分析，在一定条件下，金属材料容易发生内应力变形，比如像无法改变工件的体积，对工件的形状与结构有所影响，或者在每一次工件热处理之后其变形量往往会伴随着热处理的次数而不断增加。
另外在整个热处理的过程中，需要利用各种加热炉，且在冷却的时候需要利用冷却介质。
1.2 其它因素（1）预备热处理在预备热处理中如果温度过高那么则会导致内控变形增大，其中需要利用锻件加以控制。
从另外一个角度分析，因为金属正火、退火等在淬火之后需要进行调质，这样也会或多或少对金属造成影响，甚至还会对金属组织结构变化产生制约，且根据实践证明可以清楚的了解到，在采取正火之后需要采取等温淬火的方式可以保证金属组织结构的均匀性，减少其变形量。
（2）淬火介质从宏观角度分析，淬火冷却会对淬火的质量产生影响，因为介质使用不合理，所以往往产生内应力，导致变形与开裂现象的发生，所以冷速不可过大，也不可过小，现阶段在整个处理过程中主要的冷却介质是水与油。
金属材料热处理变形的控制措施
金属材料热处理变形的控制措施摘要：热处理工序是机械零件和工具生产过程中的关键工序，经过加热-保温-冷却的工序过程，材料内部结构分子运动在高热下进行激烈运动，晶胞大小和晶格的类型都可能发生变化，因此工艺过程性能和机械特点均有改变。
当温度控制科学、升温和冷却速率都适当的情况下，可以细化晶粒，从而增加材料致密度，动力学特性也会有所改善，使用寿命也会提高。
在热处理过程中，如果加热器水温和速度的调节不合理，会使内部结构组织相变，从而产生不良效应。
特别在冷却速率调节不合理的情形下，在金属零配件内部结构就会产生残余应力和变形，严重危害零部件的使用安全。
关键词：金属材料；热处理；变形；控制措施1金属材料热处理变形应对原则金属材料热处理在工业制造业中较为常见，为了更好地规避金属材料热处理中出现的变形现象，应该严格按照相应原则进行操作，以此来保障金属材料热处理的科学性与有效性。
1.1操作规范性在金属材料热处理作业中，需要严格按照工艺的操作规范开展，从规范性操作的角度来规避热处理过程中出现的变形现象。
在金属材料进行热处理的时候，人员的违规操作、按照经验操作、失误操作等等，都会直接影响到金属材料热处理的效果，所以，应该以规范化的操作标准来约束操作人员的行为，根据金属材料特点与热处理的目的，来科学地选择适合的热处理技术，以此来降低在热处理过程中金属材料出现变形的风险。
同时，在应该严格按照规章制度进行操作，在对金属材料进行热处理之前需要做好对金属材料的测评工作，严格按照检测数据来制定相应的热处理方式，通过规范化的操作流程与科学化的操作方式，来对金属材料热处理方案优化，以此来保障金属材料在热处理环节中的性能与质量。
此外，还应该在工作中结合实际经验，来对现有制度、操作流程优化与更新，对工作中的操作细节严格把控管理，以此来保障操作的规范性。
更应该以专门的监督部门来开展监督，保障在实际作业的环节中，热处理工作人员可以严格按照操作细则与流程来开展规范操作。
避免铝合金产生变形和高碳钢产生微裂纹的热处理方法
避免铝合金产生变形和高碳钢产生微裂纹的热处理方法摘要：采用显微镜、扫描仪、光谱仪和硬度计对相关铝合金以及高碳钢材料进行了测试。
人工断口主要为晶界流线型断口，对工件制备过程的分析表明，铝合金工件的热处理应是防止断裂的主要因素。
原因在于铝合金的敏感性和零件热处理工艺的控制，建议采取措施防止淬火裂纹的形成，使淬火前的处理完全均匀，冷却时降低减速速度和控制断面形状。
而高碳钢的碳化马氏体层中的微晶片原则上可以消除，马氏体微晶片的临界含碳量为0.75%，碳化层含碳量不超过0.8%，冷却后的油浴温度范围为550～650，可以极大的减少裂纹的产生。
关键词：铝合金、高碳钢、微裂纹、热处理1、前言由于环保和节能的要求，生产中的轻量化越来越受到重视。
铝合金由于具有低密度、高强度等优点，被广泛应用于航天和电子领域。
随着航空事业的快速发展，结构件也在逐步发展。
许多结构部件都是锻造、焊接或铸造成型的。
从过渡到一般铸造开始，铸造工艺可以接受精密铸造，这大大减少了切割工作，提高了金属材料的使用。
但对于高质量的大型铸件，在生产中很难保证合格供应，特别是由于质量差，本文研究了大型铝合金的热处理工艺，大型薄壁铸件在热处理过程中容易变形。
此外，对于高碳钢而言，经过退火、正火和两次低温回火后，具有良好的力学性能。
第二温度后合金的力学性能和加工处理时间明显延长。
根据这一理论，火灾后表面压力的增加可能是由于残余奥氏体转变为马氏体，导致负荷增加，表面张力对疲劳的多重效应和裂纹扩展的抑制有很好的作用。
大约0.8%含碳量的渗碳层从表面到内部的深度是三分之一。
此外，在渗碳层中发现了马氏体微裂纹，这些微裂纹是在不同的温度过程中产生的。
这一现象要求我们进一步研究钢的显微组织。
2、铝合金变形机理及解决办法2.1原理铝合金是在成形过程中焊接而成，成形后的抗拉强度通常都在200MPa上下。
经过后续的抑制和自然老化，其强度可提高到350mpa以上。
热处理后强度的提高主要是由于固溶和随后的时效作用，在铝合金固溶体中沉积了一定量的第二相金属间化合物细分散颗粒，它们坚硬而易碎，它有效地防止了压痕移动和合金的塑性变形和硬化。
铝合金零件热处理变形控制
铝合金零件热处理变形控制摘要：铝合金的最大优点是其密度约为铁的三分之一。
它是一种轻金属材料。
良好的导电性和传热性；在空气中具有良好的耐腐蚀性；具有较强的生产、加工和使用性能。
它具有良好的塑性，可以通过冷热交替变形来生产和加工，并通过热处理来提高其性能。
铝合金固溶处理的目的是获得高浓度的过饱和固溶体，以获得良好的综合物理性能。
因此，铝合金被广泛应用于当代航空航天工业的生产和制造。
同时，铝合金在固溶处理过程中会发生变形。
相对较大的变形也会增加后期尺寸调整的工作量和零件的表面质量。
因此，本文重点研究了在固溶处理过程中减少铝合金变形的方法。
关键词：铝合金；零件；热处理；变形控制1热处理工艺方法热处理是将产品工件放入特定材料中进行加热、隔热和冷却，并根据工件表面的成分或内部结构和微观结构，给出或提高工件的性能指标，使其具有所需的物理、工艺和化学性能。
热处理通常不会改变工件形状的整体成分。
它可能被安排到生产和制造过程的原始工艺流程、中间工艺流程和最终工艺流程。
它受到产品工件的原材料、结构类型、使用模式、使用场景和变形程度等因素的影响，同时受到左右工艺流程的制约。
有时，各种热处理方法植根于一些大型、中型、高精度或特殊要求工件的全过程生产过程。
谈到热处理人们通常会想到四把火：退火、淬火、回火、正火。
对于热处理技术工程师来说，热处理工艺的设计方案、处理方法中的问题以及技术性能的实现都是他的首要任务。
然而，当某一类型的“火”布置在加工工艺的某一阶段时，精通自己专业的加工工艺工人需要掌握产品工件技术标准、原材料、规格、型号和形状规格、热处理特性以及热处理的实际效果。
在此基础上，部署兵力，统筹合理布局，制定有效可行的工艺路线，确保产品加工质量。
此外，工艺路线和热处理方法的开发还需要专业技术人员考虑课程的本质，追根溯源，梳理生产制造中的冲突点和问题原因，探索优质、高效、节能的加工思路，把握关键环节，在制造的重要节点上相对高度地结合热处理，并将生产技术和加工技术紧密结合起来，创造出优质的企业产品，创造出符合市场需求的商品，获得更多的经济效益和社会经济效益，促进社会经济的快速发展。
薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究
ARTICLES学术论文薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究贾建中刘国平（江南计算技术研究所，江苏无锡，214083）摘要：如何有效控制薄壁铝合金零件热处理变形一直是一个工艺技术难题。
本文通过对热处理变形的研究，进行了工艺试验和数据分析，发现使用高分子聚合物淬火介质可以最大程度减小淬火操作所产生的变形，可以在工艺过程中配合使用，满足薄壁铝合金零件变形控制的需要。
关键词：2A12薄铝板；高分子聚合物；淬火；热处理；变形控制关于铝合金的热处理参数均有完整的手册、技术数据等资料可以参考，而且参数准确完整，但是就热处理操作过程而言，可参考的文献非常少，尤其是各单位的产品特点、设备及加工特性、工艺设计习惯等都各不相同，这些方面的影响使得在具体零件热处理的操作中有一定区别，甚至某些方面相差甚远，它受经验因素影响较大，而这部分经验有别于理论研究，没有成熟的资料可以借鉴，往往是在生产实际和某种特定产品反复生产实践中总结归纳获得的。
高强度薄壁零件尤其是铝合金在加工制造过程中，如何控制其变形是一个很大的难题，主要会产生两大变形，一是热处理产生的变形；二是加工过程产生的变形。
常用热处理方法包括固溶处理（淬火）、时效和再加热（退火和稳定化）三种，从理论角度讲热处理导致的变形是不可避免的。
本文主要针对如何减小和控制薄壁零件在固溶处理过程中产生的变形进行试验和研究。
1 固溶处理及变形因素分析将铝合金加热至较高的温度，保温后迅速冷却，可获得过饱和固溶体，这种操作属于淬火，而对于铝合金而言称之为固溶处理。
固溶过程一般分为加热、保温和冷却三个阶段，其中，冷却对零件变形起到决定性的作用。
1.1 冷却介质的工作原理和作用淬火液作为淬火冷却的必要环节除了有助于形成所需的微观结构外，另一项重要作用就是在冷却过程中使零件表面冷却过程的均匀性达到最高限度，以至达到减小淬火后变形的目的。
其淬火液的作用机理主要分为两种形式：一是工件在有雾态变化的介质中冷却，其分为3个阶段：①膜态沸腾阶段，赤热工件浸入介质中，立即在工件表面产生大量蒸汽，形成一层包围工件的蒸汽膜，将工件与液体介质隔开，只能通过蒸汽膜传递热量，冷速较慢；②泡状沸腾阶段，工件表面温度降到一定值以下，表面所产生的蒸汽量少于蒸汽从表面逸出的量，工件表面的蒸汽膜破裂，浸入泡状沸腾阶段。
减少铝件加工变形的工艺措施和操作技巧
减少铝件加工变形的工艺措施和操作技巧铝件零件加工变形的原因很多，与材质、零件形状、生产条件等都有关系。
主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。
一、减少加工变形的工艺措施1、降低毛坯的内应力采用自然或人工时效以及振动处理，均可部分消除毛坯的内应力。
预先加工也是行之有效的工艺方法。
对肥头大耳的毛坯，由于余量大，故加工后变形也大。
若预先加工掉毛坯的多余部分，缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的加工变形，而且预先加工后放置一段时间，还可以释放一部分内应力。
2、改善刀具的切削能力刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响，正确选择刀具，对减少零件加工变形至关重要。
1）合理选择刀具几何参数。
①前角：在保持刀刃强度的条件下，前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形，使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。
切忌使用负前角刀具。
②后角：后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。
切削厚度是选择后角的重要条件。
粗铣时，由于进给量大，切削负荷重，发热量大，要求刀具散热条件好，因此，后角应选择小一些。
精铣时，要求刃口锋利，减轻后刀面与加工表面的摩擦，减小弹性变形，因此，后角应选择大一些。
③螺旋角：为使铣削平稳，降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。
④主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使加工区的平均温度下降。
2）改善刀具结构。
①减少铣刀齿数，加大容屑空间。
由于铝件材料塑性较大，加工中切削变形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。
②精磨刀齿。
刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。
在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。
这样，不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。
③严格控制刀具的磨损标准。
刀具磨损后，工件表面粗糙度值增加，切削温度上升，工件变形随之增加。
薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究
一、概述随着现代制造业的发展，铝合金材料在航天航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
薄壁铝合金零件作为其中重要的类别之一，具有重量轻、强度高、导热性好等优点，因此受到了广泛的关注和应用。
然而，薄壁铝合金零件在热处理过程中容易发生变形，对其加工及使用性能带来了一定的影响。
探索薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺，对提高其加工质量和性能具有重要意义。
二、热处理对薄壁铝合金零件的影响1. 热处理的作用薄壁铝合金在热处理过程中会发生晶粒细化、消除应力、提高硬度等作用。
热处理可以改善铝合金的力学性能和耐腐蚀性能，提高其整体性能。
2. 热处理引起的变形然而，薄壁铝合金零件在热处理过程中容易发生变形。
主要表现为拉伸、翘曲、翻边等变形，给后续加工和使用带来了一定的困扰。
如何控制热处理过程中的变形，成为了当前亟待解决的问题。
目前，针对薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺的研究主要集中在以下几个方面：1. 工艺优化通过对热处理工艺参数的优化调整，如回火温度、保温时间、冷却速度等，来控制薄壁铝合金零件的变形，取得了一定的成果。
2. 材料选择选择合适的铝合金材料，具有良好的热处理性能和变形抗性，可以减少热处理过程中的变形。
3. 模具设计合理设计热处理模具，对薄壁铝合金零件进行支撑和定位，可以有效减少变形。
然而，目前对于薄壁铝合金零件的热处理变形控制工艺研究还存在许多不足之处，尚未形成系统和完善的工艺方案。
1. 完善工艺方案进一步深入研究和实验，总结和形成一套完善的薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺方案，为实际生产提供可靠的技术支持。
2. 开展多学科交叉研究尝试将材料学、机械工程、热处理工艺等多学科知识相结合，寻找更全面、更有效的热处理变形控制方案。
3. 推动产学研深度合作加强与企业的合作，充分借鉴和应用实际生产中的经验与需求，推动科研成果转化和工艺优化。
通过以上努力，相信在不久的将来，薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺将迎来一次重要的突破和进步，为相关领域的发展做出更大的贡献。