一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種032鋁合金的處理工藝，特別涉及一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]4032鋁合金作為434復(fù)合鋁帶箔的包覆層，廣泛應(yīng)用于汽車、空調(diào)機(jī)、制氧機(jī)等散熱器的制造。由于4032合金中硅含量較高，硅相呈粗大的片狀或針狀對(duì)基體產(chǎn)生嚴(yán)重的割裂作用，降低了合金的力學(xué)性能，尤其是塑性，影響了隨后的軋制過程，降低了成品率。提高鋁合金綜合力學(xué)性能的一個(gè)重要的手段就是細(xì)化合金組織。通過變質(zhì)處理能夠?qū)︿X硅合金的組織進(jìn)行細(xì)化，采用不同的變質(zhì)劑能分別對(duì)鋁或硅進(jìn)行細(xì)化，起到改善組織和性能的作用。通過合適的熱處理能夠進(jìn)一步改善合金的組織和性能。研究發(fā)現(xiàn)，變質(zhì)后的鋁硅合金在熱處理過程中，硅會(huì)發(fā)生粒狀化過程。硅的?；^程和效果主要受固溶處理工藝(固溶溫度與保溫時(shí)間)以及由變質(zhì)狀態(tài)決定的硅原始鑄態(tài)組織的影響，將變質(zhì)處理與適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に噮?shù)相配合，有利于提高鋁硅鑄造合金熱處理的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為達(dá)到細(xì)化鋁合金組織，并改善其力學(xué)性能的目的，作者前期對(duì)4032鋁合金進(jìn)行了 RE-Ba-Sb復(fù)合變質(zhì)處理，RE-Ba-Sb變質(zhì)明顯細(xì)化了 4032鋁合金鑄態(tài)組織，但硅仍然呈纖維狀。為了得到顆粒狀的硅，進(jìn)一步提高其強(qiáng)韌性，需要對(duì)RE-Ba-Sb變質(zhì)后的4032鋁合金進(jìn)行固溶+時(shí)效熱處理。固溶溫度和固溶時(shí)間是該熱處理工藝中的重要參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝，以獲得性能更加優(yōu)異的4032鋁合金。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝，采用4032鋁合金為原料加熱熔化，將熔體的溫度升至變質(zhì)溫度760 V，加入變質(zhì)劑，攪拌充分，保溫60 min，然后把溫度降到720 °C，不扒渣直接進(jìn)行澆鑄，使熔體均勻的流入預(yù)熱至400 °〇的金屬型中，然后在480-540°C的固溶溫度下，選取保溫1-9 h進(jìn)行固溶處理，快速淬入冷水中后在200°C時(shí)效6h。
[0005]變質(zhì)劑的加入量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.01%RE, 0.2%Ba, 0.05%Sb。
[0006]本發(fā)明的有益效果:1)隨著固溶溫度升高時(shí)，合金元素在合金中溶解的濃度升高，合金的力學(xué)性能逐漸增大，但固溶溫度過高時(shí)，合金力學(xué)性能呈下降趨勢；
2)固溶處理過程中，隨著固溶時(shí)間延長，組織逐漸?；?，合金的性能提高，達(dá)到最大值，固溶時(shí)間過長，硅的過度生長對(duì)合金起到了割裂作用，塑性降低；
3)合金的最佳固溶制度為，固溶溫度490°C，固溶時(shí)間6 h。變質(zhì)的合金經(jīng)490 V X6 h固溶處理后，200 0C X 6 h時(shí)效后抗拉強(qiáng)度和伸長率分別達(dá)到260 MPa和7.1%。
【附圖說明】
[0007]圖1為不同固溶溫度下合金的拉伸性能；
圖2為固溶不同時(shí)間后合金的拉伸性能。
【具體實(shí)施方式】
[0008]試驗(yàn)采用4032鋁合金為原料，稱取一定量的4032鋁合金放入電阻坩堝爐中加熱熔化，對(duì)熔體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴吹精煉處理，然后向溶液中加入一定量的RE-Ba-Sb變質(zhì)劑，對(duì)熔液進(jìn)行攪拌。然后保溫一段時(shí)間后，澆入預(yù)熱400 °C的金屬型中。其中旋轉(zhuǎn)噴吹設(shè)備XD-J-100BP型除氣精煉機(jī)。具體工藝為:吹入壓力為0.5 MPa的高純氬氣(99.999% )，氣體流量為0.4 m3 /h，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400 r /min，精煉時(shí)間為15 min。
[0009]變質(zhì)具體工藝為將熔體的溫度升至變質(zhì)溫度760 V，加入變質(zhì)劑，攪拌充分，保溫60 min，然后把溫度降到720 °C，不扒渣直接進(jìn)行澆鑄，使熔體均勻的流入預(yù)熱至400 °〇的金屬型中。其中變質(zhì)劑的加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為:0.01%RE，0.2%Ba，0.05%Sb。熱處理在箱式電阻爐中進(jìn)行，升溫速度:O?500 °C溫度區(qū)間內(nèi)，4 V /s; 500 °C以上，3V /S。試樣分別在480、490、500、520和540 °C的固溶溫度下，選取保溫1、2、3、6和9 h進(jìn)行固溶處理，然后快速淬入冷水中。將固溶處理后的試樣在200 °C時(shí)效6 h。
[0010]試驗(yàn)結(jié)果及討論分析
2.1固溶溫度對(duì)4032鋁合金組織和性能的影響
分別選取固溶溫度為480、490、500、520、540 °C，固定固溶時(shí)間為6 h，出爐后快速水淬，然后進(jìn)行200 0C X 6 h的時(shí)效工藝。對(duì)固溶處理后的鋁合金進(jìn)行力學(xué)性能測試，得出固溶溫度與合金性能的關(guān)系曲線如圖1所示。
[0011 ] 固溶時(shí)間對(duì)4032鋁合金組織和性能的影響
固溶時(shí)間的長短，決定了固溶強(qiáng)化效果的好壞，同時(shí)也影響生產(chǎn)率和能源的利用效率。因?yàn)槿苜|(zhì)原子的擴(kuò)散需要時(shí)間，因此固溶時(shí)間的選擇，首先要保證能溶入固溶體的強(qiáng)化相充分溶入，以得到最大的過飽和度；但保溫時(shí)間過長，又會(huì)引起強(qiáng)化相長大聚集，這些都會(huì)對(duì)后續(xù)的時(shí)效強(qiáng)化過程產(chǎn)生不利的影響。因此，選擇合適的保溫時(shí)間，是固溶處理中很重要的環(huán)節(jié)。為了研究固溶時(shí)間對(duì)變質(zhì)4032鋁合金的影響，在490 °C固溶溫度下，分別保溫1、2、3、6和9 h后出爐快速水淬，時(shí)效200 0C X 6 h后測其力學(xué)性能，考察固溶時(shí)間對(duì)合金性能及組織的影響。
[0012]圖2是不同的固溶時(shí)間與力學(xué)性能的關(guān)系曲線。由圖2可以看出，合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率隨著固溶時(shí)間的延長先升高再降低；固溶時(shí)間6 h時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率達(dá)到最大值，其最大值分別為260 MPa和7.1%。這主要是因?yàn)?固溶時(shí)間較短時(shí)，硅還沒完全溶斷，使得合金的伸長率不高，且合金元素并未完全溶解，使時(shí)效后合金中析出的強(qiáng)化相較少，使合金強(qiáng)度不高；固溶時(shí)間過長時(shí)，?；墓钑?huì)隨保溫時(shí)間延長而粗化，由于Si相的過度生長，對(duì)基體產(chǎn)生割裂作用，使合金的伸長率降低，但強(qiáng)度變化不大。由此可見，固溶時(shí)間對(duì)合金強(qiáng)度的影響并不是很大，其伸長率受固溶時(shí)間影響比較大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝，其特征在于:采用4032鋁合金為原料加熱熔化，將熔體的溫度升至變質(zhì)溫度760 V，加入變質(zhì)劑，攪拌充分，保溫60 min,然后把溫度降到720 °C，不扒渣直接進(jìn)行澆鑄，使熔體均勻的流入預(yù)熱至400 °C的金屬型中，然后在480-540°C的固溶溫度下，選取保溫1-9 h進(jìn)行固溶處理，快速淬入冷水中后在200°C 時(shí)效 6h。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝，其特征在于:變質(zhì)劑的加入量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.01%RE，0.2%Ba，0.05%Sb。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高4032鋁合金力學(xué)性能的固溶處理工藝，其特征在于：采用4032鋁合金為原料加熱熔化，將熔體的溫度升至變質(zhì)溫度760℃，加入變質(zhì)劑，攪拌充分，保溫60min，然后把溫度降到720℃，不扒渣直接進(jìn)行澆鑄，使熔體均勻的流入預(yù)熱至400℃的金屬型中，然后在480-540℃的固溶溫度下，選取保溫1-9h進(jìn)行固溶處理，快速淬入冷水中后在200℃時(shí)效6h。
【IPC分類】C22F1/043
【公開號(hào)】CN105200360
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410289083
【發(fā)明人】羅偉
【申請(qǐng)人】羅偉
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2014年6月25日