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铝合金铸件热处理规程.xls

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铝合金 铸件 热处理 规程
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代号 热处理状 态名称 T1 人工时效 T2 退火 T4 固溶处理 固溶处理 + 铝合金铸件热处理操作规程 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性,但抗蚀性下降。 表1 热处理状态代号、名称及特点 2.3.2.3 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: 2.3.2.1 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。 提高硬度,改善加工性能,提高ZL104、ZL105等合金的强度。 T5 目的 提高强度和硬度,获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。 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。 2.3.1 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。 2.3.2 分类: 2.2.2 目的:提高铸件的强度和塑性,改善合金的耐腐蚀性能。 2.3 时效处理: 2.3.2.2 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。 2.1.2 目的:消除内应力,稳定尺寸,减少变形,增大塑性。 2.2 固溶处理: 2.2.1 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。 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 2.1.1 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。 2.1 退火:不完全人 工时效 T6 固溶处理 +完全人 工时效 T7 固溶处理 +稳定化 回火 T8 固溶处理 和软化回 火 保温温度 保温时间 冷却介质 及 保温温度 (℃) (t) 温度 (℃) (℃) T2 / / / / 75型井式 炉 300± 10 1#75型 井式炉 503± 10 75型井式 炉 2#75型 井式炉 510± 10 箱式回火 炉 1#75型 井式炉 503± 10 75型井式 炉 163± 10 2#75型 井式炉 510± 10 箱式回火 炉 175± 10 ZL102 T2 / / / / 300± 10 75型井式 炉 163± 10 箱式回火 炉 175± 10 1#75型 井式炉 478± 10 75型井式 炉 163± 10 2#75型 井式炉 473± 10 箱式回火 炉 175± 10 1#75型 井式炉 458± 10 75型井式 炉 160± 10 2#75型 井式炉 465± 10 箱式回火 炉 175± 10 表2 常用铝合金(铝硅系)热处理规范 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性,但抗蚀性下降。 用以获得最高的强度,但塑性及抗蚀性降低。 提高尺寸稳定性和抗蚀性,保持较高的力学性能。 4 热处理工艺参数参见表2: T5 获得尺寸的稳定性,提高塑性,但强度降低。 2~6 水 20~100 水 20~100 / / T6 ZL107 T5 ≤1 0 6~8 水 20~100 150± 10 水 20~100 ZL104 T1 / / ZL101 T5 2~6 T6 2~6 合金代号 状态 铸件壁厚 mm 固溶处理 人工时效 使用设备 使用设备1#75型 井式炉 465± 10 75型井式 炉 160± 10 2#75型 井式炉 472± 10 箱式回火 炉 175± 10 1#75型 井式炉 458± 10 75型井式 炉 160± 10 2#75型 井式炉 450± 10 箱式回火 炉 175± 10 1#75型 井式炉 465± 10 75型井式 炉 160± 10 2#75型 井式炉 460± 10 箱式回火 炉 175± 10 T1 / / / / 175± 10 490± 10 2~4 / / 500± 10 2~4 水 60~100 175± 10 490± 10 2~4 / / 500± 10 2~4 水 60~100 175± 10 CF10500 2 T1 / / / / 175± 10 5.1.1 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。 5.1.2 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。 5.1.3 起重设备是否正常、可靠。 5.2.1 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。 5.2.2 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。 5.2.3 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。 5.3.1 送电加热时,应同时开动风扇和控温仪表。 5.3.2 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。 5.3.3 在保温期间,应定时校正炉膛工作区域温度。 5.4 出炉冷却: 5.3.4 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。 5.4.1 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。 5 热处理操作要点: 5.1 热处理用炉的准备: 5.2 装炉: 5.3 加热及保温: 2#75型 井式炉 水 20~100 T6 ≤1 0 ZL111 T6 1#75型 井式炉 T6 >10 6~10 水 20~100 6~8 6~10 水 20~100 ZL107 T5 >10表4 热处理缺陷及其消除方法 6.1.3 荧光检查:表面裂纹、铸造缺陷:气孔、缩孔、夹渣和疏松等。 6.1.4 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。 6.1.5 金相检查:取试样,检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。 6.2 热处理缺陷及消除方法: 6.2.1 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。 6.2.2 热处理缺陷产生的原因及消除方法见表4: 5.8.1 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。 6 热处理质量检查: 6.1 检查方法及项目: 5.8.2 在装炉和出炉前,必须切断电源。 6.1.1 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。 6.1.2 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。 1.再次退火,提高温度,或者延长保温时间,或严格随 炉冷却; 4.合金化学成分的偏差,如主要成分偏上限 。 5.5 铸件变形的校正: 5.4.2 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。 5.5.1 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。 5.5.2 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。 5.6 时效操作: 5.6.1 需进行人工时效的铸件,应在淬火后尽快进行。 5.6.2 装炉时,炉温不得超过时效温度。 5.6.3 将自动控温仪表定温,然后送电加热,开动风扇。 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 “C L-1 ”有机淬火 介质; 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бb高而δ5不合格,温度 低而时间短使бb低而 δ5偏高; 3.再次固溶处理后调整时效的温度和时间; 力学性能不合格:表现为退火状 态 δ5偏低;固溶处理状态бb和δ 5不合格;时效后的бb和δ5不合 格。 缺陷类型 形成原因 消除方法 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; 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; 5.8 技术安全及其它: 5.6.4 保温时间到后,断开电源。 5.7 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。 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。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; 2.选用合理的升温速度; 3.工件区的温度局部超过过烧温度; 3.分段加热; 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。 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; 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; 1.选用合格炉料; 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。 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。 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; 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。 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。 过烧:表现为铸件局部熔化产生 表面结瘤;力学性能,特别是 δ5 下降;金相组织中出现复熔物等 。 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;铝合金铸件热处理操作规程 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性,但抗蚀性下降。 表1 热处理状态代号、名称及特点 2.3.2.3 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: 2.3.2.1 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。 提高硬度,改善加工性能,提高ZL104、ZL105等合金的强度。 目的 提高强度和硬度,获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。 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。 2.3.1 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。 2.3.2 分类: 2.2.2 目的:提高铸件的强度和塑性,改善合金的耐腐蚀性能。 2.3 时效处理: 2.3.2.2 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。 2.1.2 目的:消除内应力,稳定尺寸,减少变形,增大塑性。 2.2 固溶处理: 2.2.1 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。 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 2.1.1 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。 2.1 退火:保温时间 (t) 2~4 空冷 3~5 空冷 3~5 空冷 2~4 空冷 5~10 空冷 5~10 空冷 5~10 空冷 5~10 空冷 6~8 空冷 6~8 空冷 表2 常用铝合金(铝硅系)热处理规范 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性,但抗蚀性下降。 用以获得最高的强度,但塑性及抗蚀性降低。 提高尺寸稳定性和抗蚀性,保持较高的力学性能。 4 热处理工艺参数参见表2: 获得尺寸的稳定性,提高塑性,但强度降低。 2~4 空冷 人工时效 冷却介质6~8 空冷 6~8 空冷 6~8 空冷 6~10 空冷 6~10 空冷 6~10 空冷 5~10 空冷 / / 3~5 空冷 / / 3~5 空冷 5~10 空冷 5.1.1 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。 5.1.2 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。 5.1.3 起重设备是否正常、可靠。 5.2.1 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。 5.2.2 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。 5.2.3 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。 5.3.1 送电加热时,应同时开动风扇和控温仪表。 5.3.2 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。 5.3.3 在保温期间,应定时校正炉膛工作区域温度。 5.3.4 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。 5.4.1 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。6.1.3 荧光检查:表面裂纹、铸造缺陷:气孔、缩孔、夹渣和疏松等。 6.1.4 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。 6.1.5 金相检查:取试样,检查是否过烧和强化相是否溶解完全等。 6.2.1 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。 6.2.2 热处理缺陷产生的原因及消除方法见表4: 5.8.1 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。 5.8.2 在装炉和出炉前,必须切断电源。 6.1.1 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。 6.1.2 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。 1.再次退火,提高温度,或者延长保温时间,或严格随 炉冷却; 5.4.2 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。 5.5.1 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。 5.5.2 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。 5.6.1 需进行人工时效的铸件,应在淬火后尽快进行。 5.6.2 装炉时,炉温不得超过时效温度。 5.6.3 将自动控温仪表定温,然后送电加热,开动风扇。 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 “C L-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; 消除方法 5.6.4 保温时间到后,断开电源。 5.7 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。 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。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。 1.选用合格炉料; 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。 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。 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。 1.降低升温速度; 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;
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