铝合金铸件热处理操作规程.doc

1、1 定义及其目的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金组织。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。2 热处理工艺分类21 退火：211 定义：退火就是将铝合金铸件加热到较高温度（一般 300左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。212 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。22 固溶处理：221 定义：固溶处理就是把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。222 目的：提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。23 时效处理：2

2、31 定义：时效处理就是将铸件加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。232 分类：2321 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和韧性。2322 完全人工时效 ：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。2323 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。3 热处理状态代号及意义参见下表： 表 1 热处理状态代号、名称及特点代号 热处理状态名称 目的T1 人工时效提高硬度，改善加工性能，提高 ZL

3、104、ZL105 等合金的强度。T2 退火消除内应力，消除机加工引起的加工硬化，提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。T4 固溶处理 提高强度和硬度，获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。T5固溶处理+不完全人工时效 用以获得足够高的强度，并保持有高的塑性，但抗蚀性下降。T6 固溶处理+完全人工时效 用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。T7 固溶处理+稳定化回火 提高尺寸稳定性和抗蚀性，保持较高的力学性能。T8 固溶处理和软化回火 获得尺寸的稳定性，提高塑性，但强度降低。4 热处理工艺参数参见表 2：表 2 常用铝合金（铝硅系）热处理规范固溶处理 人工时效合金代号 状态 铸件壁 厚 mm使用设备 保

4、温温度 （）保温时间（t）冷却介质及温度（）使用设备保温温度（）保温时间（t）冷却介质T2 / / / /75 型井式炉 30010 24 空冷1#75 型井式炉 5031075 型井式炉T5 2#75 型井式炉 5101026 水 20100 箱式回火炉15010 24 空冷1#75 型井式炉 5031075 型井式炉 16310 35 空冷ZL101T6 2#75 型井式炉 5101026 水 20100 箱式回火炉 17510 35 空冷ZL102 T2 / / / / 30010 24 空冷75 型井式炉 16310 510 空冷T1 / / / / 箱式回火炉 17510 510 空

5、冷1#75 型井式炉 4781075 型井式炉 16310 510 空冷ZL104T6 2#75 型井式炉 4731026 水 20100 箱式回火炉 17510 510 空冷1#75 型井式炉 4581075 型井式炉 16010 68 空冷T5 10 2#75 型井式炉 4651068 水 20100 箱式回火炉 17510 68 空冷1#75 型井式炉 4651075 型井式炉 16010 68 空冷T5 10 2#75 型井式炉 4721068 水 20100 箱式回火炉 17510 68 空冷1#75 型井式炉 4581075 型井式炉 16010 68 空冷ZL107T6 10 2

6、#75 型井式炉 45010610 水 20100 箱式回火炉 17510 610 空冷1#75 型井式炉 4651075 型井式炉 16010 610 空冷T6 10 2#75 型井式炉 46010610 水 20100 箱式回火炉 17510 610 空冷T1 / / / / 17510 510 空冷1#75 型井式炉49010500102424/水 60100/17510/35/空冷ZL111T6 2#75 型井式炉49010500102424/水 60100/17510/35/空冷CF105002 T1 / / / / 17510 510 空冷注：表中未注明要求的，表示可通用于任何情况

7、。5 热处理操作要点：51 热处理用炉的准备： 511 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是否正常、合格。512 检查在正常工作条件下，炉膛各处温差是否在规定范围（5）内。513 起重设备是否正常、可靠。52 装炉：521 待处理的铸件应按合金牌号、外廓尺寸、铸件壁厚及热处理规范进行分类。522 检查铸件质量的单铸试棒，应与同炉浇注的铸件同炉热处理。523 中小型铸件用专门的框架组成一批，一起装炉。大型铸件应单个放在专用架上装炉。53 加热及保温：531 送电加热时，应同时开动风扇和控温仪表。532 加热应当缓慢（一般为 100/h）。对复杂铸件，应

8、在较低温度下装炉（300以下），并使加热至淬火温度的时间为 2 小时左右。533 在保温期间，应定时校正炉膛工作区域温度。534 由于某种原因造成中断保温，在短期不能恢复工作时，应将铸件出炉淬火。在排除故障后，再次装炉继续升温进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。54 出炉冷却：541 保温结束后，用吊车或其它装置将铸件迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。542 淬火转移时间是指从铸件吊起到铸件全部淬入介质中，总的时间最好不超过 15S。55 铸件变形的校正：551 铸件变形应在淬火后立即校正，矫正模具和工具应在淬火前事先准备。552 根据铸件特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛

9、，要缓慢均匀。56 时效操作：561 需进行人工时效的铸件，应在淬火后尽快进行。562 装炉时，炉温不得超过时效温度。563 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。564 保温时间到后，断开电源。57 重复热处理 ：当热处理的铸件力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。58 技术安全及其它：581 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。582 在装炉和出炉前，必须切断电源。6 热处理质量检查：61 检查方法及项目：611 目视检查：观察工件的表面状况，目的在于发现是否有共晶体

10、的析出物引起的表面起泡、氧化变黑以及翘曲变形和裂纹等。612 尺寸检查：检查铸件的变形程度，尺寸是否符合规定的精度等级。613 荧光检查：表面裂纹、铸造缺陷：气孔、缩孔、夹渣和疏松等。614 力学性能检查：检查单铸试棒或铸件本体的抗拉强度、伸长率或硬度是否符合技术标准 标准要求。615 金相检查：取试样，检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。62 热处理缺陷及消除方法：621 热处理缺陷分类：力学性能不合格、淬火不均匀、变形、裂纹及过烧。622 热处理缺陷产生的原因及消除方法见表 4：表 4 热处理缺陷及其消除方法缺陷类型 形成原因 消除方法力学性能不合格：表现为退火状态5 偏低；固溶处理状态

11、b 和 51.铸件退火时，退火温度偏低或保温时间不足，或冷却速度太快；2.固溶处理时，温度过低或保温时间不够或淬火转移时间过长或淬火水温1.再次退火，提高温度，或者延长保温时间，或严格随炉冷却；2.将固溶温度提高到上限范围，或延长保温时间，尽量缩短淬火转移时间，或在保证淬不合格；时效后的 b 和 5 不合格。过高；3.不完全人工时效和完全人工时效温度偏高或时间过长而造成 b 高而 5不合格，温度低而时间短使 b 低而5 偏高；4.合金化学成分的偏差，如主要成分偏上限。火不变形不开裂的情况下降低淬火水温，或更换淬火介质，用“CL-1”有机淬火介质；3.再次固溶处理后调整时效的温度和时间；4.根据

12、具体化学成分，重复热处理时调整热处理规范，并对下批铸件调整化分成分。淬火不均匀：表现在铸件厚大部位拉伸性能低，硬度低，甚至不合格。铸件局部加热和冷却不均，如厚大部位和薄小的部位加热和冷却不一，厚、大部位热透慢，冷却慢。1.重新进行热处理，使厚大部位处于炉内的高温区，或延长保温时间；2.使厚大部位先下水冷却；3.更换淬火介质，改用有机淬火介质。4.铸件上涂涂料，使得均匀加热和冷却。变形：表现在热处理及随后的机械加工中铸件出现的形状和尺寸变化。1.加热速度过快；2.冷却太激烈；3.壁厚差大；4.装料方法不当，下水方式不对。1.降低升温速度；2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；3.壁厚或

13、壁薄部位涂涂料；4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；5.选择最合适的化学成分。裂纹：表现在经热处理后的铸件上出现裂纹，或者肉眼可见，或者荧光检验发现。1.加热速度过快；2.淬火冷却太激烈；3.壁厚差大；4.装料方法不对；5.化学成分不正确，如 ZL205A 合金 Cd含量偏高。1.降低升温速度；2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；3.壁厚或壁薄部位涂涂料；4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；5.选择最合适的化学成分。过烧：表现为铸件局部熔化产生表面结瘤；力学性能,特别是 5下降；金相组织中出现复熔物等。1.低熔点杂质元素含量偏高，如 Al-Cu系合金中的 Si 和 Mg 偏高；

14、2.不均匀地加热和加热过快，使工件局部加热温度超过过烧温度；3.工件区的温度局部超过过烧温度；4.测量和控温仪表失灵，使炉内温度过高。1.选用合格炉料；2.选用合理的升温速度；3.分段加热；4.定期校测炉内各加热区的温度，使之不大于5，个别偏高的部位不予装料；5.定期校正仪表，保证测温和控温准确无误。7 相关记录71 热处理操作原始记录2010-004-011 定义及其目的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金组织。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。2 热处理工艺分类21 退火：211 定义

15、：退火就是将铝合金铸件加热到较高温度（一般 300左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。212 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。22 固溶处理：221 定义：固溶处理就是把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。222 目的：提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。23 时效处理：231 定义：时效处理就是将铸件加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。232 分类：2321 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和

16、韧性。2322 完全人工时效 ：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。2323 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。3 热处理状态代号及意义参见下表： 表 1 热处理状态代号、名称及特点代号 热处理状态名称 目的T1 人工时效提高硬度，改善加工性能，提高 ZL104、ZL105 等合金的强度。T2 退火消除内应力，消除机加工引起的加工硬化，提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。T4 固溶处理 提高强度和硬度，获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。T5固溶处理+不完全人工时效 用以获得足够高的强度，并保持有高

17、的塑性，但抗蚀性下降。T6 固溶处理+完全人工时效 用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。T7 固溶处理+稳定化回火 提高尺寸稳定性和抗蚀性，保持较高的力学性能。T8 固溶处理和软化回火 获得尺寸的稳定性，提高塑性，但强度降低。4 热处理工艺参数参见表 2：表 2 常用铝合金（铝硅系）热处理规范固溶处理 人工时效合金代号 状态 铸件壁 厚 mm使用设备 保温温度 （） 保温时间 （t） 冷却介质及温度（） 使用设备 保温温度 （） 保温时间 （t） 冷却介质T2 / / / /75 型井式炉 30010 24 空冷ZL101T5 1#75 型井式炉 50310 26 水 2010075 型井

18、式炉 15010 24 空冷2#75 型井式炉 51010箱式回火炉1#75 型井式炉 5031075 型井式炉 16310 35 空冷T6 2#75 型井式炉 5101026 水 20100 箱式回火炉 17510 35 空冷ZL102 T2 / / / / 30010 24 空冷75 型井式炉 16310 510 空冷T1 / / / / 箱式回火炉 17510 510 空冷1#75 型井式炉 4781075 型井式炉 16310 510 空冷ZL104T6 2#75 型井式炉 4731026 水 20100 箱式回火炉 17510 510 空冷1#75 型井式炉 4581075 型井式炉

19、 16010 68 空冷T5 10 2#75 型井式炉 4651068 水 20100 箱式回火炉 17510 68 空冷1#75 型井式炉 4651075 型井式炉 16010 68 空冷T5 10 2#75 型井式炉 4721068 水 20100 箱式回火炉 17510 68 空冷1#75 型井式炉 4581075 型井式炉 16010 68 空冷T6 10 2#75 型井式炉 45010610 水 20100 箱式回火炉 17510 610 空冷1#75 型井式炉 4651075 型井式炉 16010 610 空冷ZL107T6 10 2#75 型井式炉 46010610 水 2010

20、0 箱式回火炉 17510 610 空冷T1 / / / / 17510 510 空冷1#75 型井式炉49010500102424/水 60100/17510/35/空冷ZL111T6 2#75 型井式炉49010500102424/水 60100/17510/35/空冷CF105002 T1 / / / / 17510 510 空冷注：表中未注明要求的，表示可通用于任何情况。5 热处理操作要点：51 热处理用炉的准备： 511 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是否正常、合格。512 检查在正常工作条件下，炉膛各处温差是否在规定范围（5）内。51

21、3 起重设备是否正常、可靠。52 装炉：521 待处理的铸件应按合金牌号、外廓尺寸、铸件壁厚及热处理规范进行分类。522 检查铸件质量的单铸试棒，应与同炉浇注的铸件同炉热处理。523 中小型铸件用专门的框架组成一批，一起装炉。大型铸件应单个放在专用架上装炉。53 加热及保温：531 送电加热时，应同时开动风扇和控温仪表。532 加热应当缓慢（一般为 100/h）。对复杂铸件，应在较低温度下装炉（300以下），并使加热至淬火温度的时间为 2 小时左右。533 在保温期间，应定时校正炉膛工作区域温度。534 由于某种原因造成中断保温，在短期不能恢复工作时，应将铸件出炉淬火。在排除故障后，再次装炉继

22、续升温进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。54 出炉冷却：541 保温结束后，用吊车或其它装置将铸件迅速出炉，淬入规定冷却介质中冷却。542 淬火转移时间是指从铸件吊起到铸件全部淬入介质中，总的时间最好不超过 15S。55 铸件变形的校正：551 铸件变形应在淬火后立即校正，矫正模具和工具应在淬火前事先准备。552 根据铸件特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。56 时效操作：561 需进行人工时效的铸件，应在淬火后尽快进行。562 装炉时，炉温不得超过时效温度。563 将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。564 保温时间到后，断开电源。57 重复热处理

23、：当热处理的铸件力学性能不符合要求时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情缩短，其次数不得超过两次。58 技术安全及其它：581 进行热处理操作时，操作者不得离开现场，切实注意观察温度和设备运转情况，穿戴好防护用品，做好原始记录。582 在装炉和出炉前，必须切断电源。6 热处理质量检查：61 检查方法及项目：611 目视检查：观察工件的表面状况，目的在于发现是否有共晶体的析出物引起的表面起泡、氧化变黑以及翘曲变形和裂纹等。612 尺寸检查：检查铸件的变形程度，尺寸是否符合规定的精度等级。613 荧光检查：表面裂纹、铸造缺陷：气孔、缩孔、夹渣和疏松等。614 力学性能检查：检查单铸试棒或

24、铸件本体的抗拉强度、伸长率或硬度是否符合技术标准 标准要求。615 金相检查：取试样，检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。62 热处理缺陷及消除方法：621 热处理缺陷分类：力学性能不合格、淬火不均匀、变形、裂纹及过烧。622 热处理缺陷产生的原因及消除方法见表 4：表 4 热处理缺陷及其消除方法缺陷类型 形成原因 消除方法力学性能不合格：表现为退火状态5 偏低；固溶处理状态 b 和 5不合格；时效后的b 和 5 不合格。1.铸件退火时，退火温度偏低或保温时间不足，或冷却速度太快；2.固溶处理时，温度过低或保温时间不够或淬火转移时间过长或淬火水温过高；3.不完全人工时效和完全人工时效温度偏高或

25、时间过长而造成 b 高而 5 不合格，温度低而时间短使 b 低而 5偏高；4.合金化学成分的偏差，如主要成分偏上限。1.再次退火，提高温度，或者延长保温时间，或严格随炉冷却；2.将固溶温度提高到上限范围，或延长保温时间，尽量缩短淬火转移时间，或在保证淬火不变形不开裂的情况下降低淬火水温，或更换淬火介质，用“CL-1”有机淬火介质；3.再次固溶处理后调整时效的温度和时间；4.根据具体化学成分，重复热处理时调整热处理规范，并对下批铸件调整化分成分。淬火不均匀：表现在铸件厚大部位拉伸性能低，硬度低，甚至不合格。铸件局部加热和冷却不均，如厚大部位和薄小的部位加热和冷却不一，厚、大部位热透慢，冷却慢。1

26、.重新进行热处理，使厚大部位处于炉内的高温区，或延长保温时间；2.使厚大部位先下水冷却；3.更换淬火介质，改用有机淬火介质。4.铸件上涂涂料，使得均匀加热和冷却。变形：表现在热处理及随后的机械加工中铸件出现的形状和尺寸变化。1.加热速度过快；2.冷却太激烈；3.壁厚差大；4.装料方法不当，下水方式不对。1.降低升温速度；2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；3.壁厚或壁薄部位涂涂料；4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；5.选择最合适的化学成分。裂纹：表现在经热处理后的铸件上出现裂纹，或者肉眼可见，或者荧光检验发现。1.加热速度过快；2.淬火冷却太激烈；3.壁厚差大；4.装料方法不对

27、；5.化学成分不正确，如 ZL205A 合金 Cd含量偏高。1.降低升温速度；2.更换冷却介质，或提高介质温度或采用等温淬火；3.壁厚或壁薄部位涂涂料；4.采用适当夹具，选择正确的下水方向；5.选择最合适的化学成分。过烧：表现为铸件局部熔化产生表面结瘤；力学性能,1.低熔点杂质元素含量偏高，如 Al-Cu系合金中的 Si 和 Mg 偏高；2.不均匀地加热和加热过快，使工件局1.选用合格炉料；2.选用合理的升温速度；3.分段加热；特别是 5 下降；金相组织中出现复熔物等。部加热温度超过过烧温度；3.工件区的温度局部超过过烧温度；4.测量和控温仪表失灵，使炉内温度过高。4.定期校测炉内各加热区的温度，使之不大于5，个别偏高的部位不予装料；5.定期校正仪表，保证测温和控温准确无误。7 相关记录71 热处理操作原始记录2010-004-01