高强度铝合金铸造及热处理工艺分析

发表时间:2020/6/12   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王随
[导读] 摘要:随着科学技术的快速发展,我国的合金行业也在不断的向前发展,研究高强度压铸铝合金及其热处理对合金行业的意义重大。
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        摘要:随着科学技术的快速发展,我国的合金行业也在不断的向前发展,研究高强度压铸铝合金及其热处理对合金行业的意义重大。但是目前的铝合金铸造技术很难满足大量的市场需要。在研究中通过阐述高强度压铸铝合金及其热处理的内涵,分析了高强度压铸铝合金以及高强度压铸铝合金热处理优化的措施,为合金行业的发展提供参考依据。
        关键词:高强度铝合金;铸造;热处理;工艺;分析
        一、引言
        注重高强度铝合金铸造及热处理工艺分析,扩大这些工艺在高强度铝合金生产制造过程中的实际应用范围,有利于提高铝合金质量,确保高强度铝合金的性能可靠性,最大限度地满足实际生产活动开展需求。因此,需要提高对高强度铝合金铸造及热处理工艺的正确认识,确保其实践应用中能够达到预期效果。
        二、关于高强度压铸铝合金及其热处理
        顾名思义,高强度压铸铝合金是一种通过高温高压的方式来压铸铝合金材料的过程,这是一种节约能源和改善环境的材料铸造方式。强度压铸的铝合金的使用量仅次于钢,普通的重力铸造等合金的铸造成型方式铸成的材料的经常会出现缩孔疏松、晶粒过大等不足,但高强度压铸铝合金结合了铸造和锻造特点的液态成形技术,不仅能够减少缩孔疏松现象,还能够细化晶粒,所以,铸造出的铸件有比较优良的力学性能。与此同时,高强度的铸造方式能提高流动性小的材料的充型能力,能够将材料制造成形状比较复杂的铸件,而且高强度铸造过程中材料的利用率比较高,铸造出的零件表面比较理想,不需要再次加工。
        三、高强度铝合金铸造和热处理方法常见的问题
        3.1高强度铝合金铸造的难点与不足
        (1)高强度铝合金铸件几何体积很大,直径达到1.2m,高度是65cm。合金充型时流程长,铸件本体成形比较困难。高强度铝合金铸造是大型铸件铸造中的一类,在具体铸造环节,其合金充型的全流程时间均比其他中小型合金充型的流程时间要长很多,铸造流程也需要大量时间,如此就导致高强度铝合金的铸造效率会偏低,生产难度加大,而且还将对高强度铝合金铸件的质量保障带来巨大挑战与困难。
        (2)高强度铝合金铸件壁厚厚度很大,局域厚度达到6. 2cm,并且铸件内部差别明显,厚壁1.6-6. 2cm,十分不均匀。要把控铸件凝固顺序,加快铸件上热节部位的凝固速度,工艺设计标准高。高强度铝合金铸件的壁厚厚度很大,因此会给充型和塑形带来了很大困难,厚度太大将导致在铸造时充型不均匀,对铸件性能的保障带来很大挑战,对工艺方法的把握要求也很高。此外,部分高强度铝合金铸件的壁厚是需要不均匀的,有的部位需要厚一些,有的位置还需要薄一些,如此就给高强度铝合金铸造难度造成了很大难度。
        (3)高强度铝合金铸造环节的力学性能参数要求很大。一般壳体铸件的质量指标都高于相关国家标准和航空部标准要求。规定中指定位置的屈服强度与延伸率的规定值相较于HB5480《高强度铝合金高质铸件》中指定位置切取试样一级等级的力学性能相关规定值同样高出16. 8%、50%"。在具体的高强度铝合金铸造阶段,为满足高强度铝合金在加工时的多种生产需求,保障高强度铝合金本身的特色属性与优势,而且满足标准要求,就要保证在铸件塑形阶段其力学性能满足相关标准,保障高强度铝合金能够在最大限度上得以应用。
        (4)铸造环节针对铸件内部性能要求很高。在开展高强度铝合金性能测试时,在测试的内容中,在100%的X射线处理下进行非常周密与细致多角度测试检查,最大限度上保证高强度铝合金在铸造时具有良好甚至优秀的内部性能。


        3.2热处理方法的难点与问题分析
        (1)受铸件内壁厚度和几何体积干扰,热处理方法难度提高,铸件轮廓尺寸大并且壁厚差别明显,热处理时极易变形,变化后不能校正。因为受到铸件体积、性能很大的影响,高强度铝合金铸件在展开热处理工艺处理时,工艺参数不合理,导致铸件在开展热处理时变形,或是很难调整为预期所需要的标准,导致铸件性能缺失。
        (2)热处理时对力学性能标准较高。而且,在高强度铝合金铸件力学性能标准较高的基础上,对高强度铝合金铸件展开热处理时,针对力学性能的需求也较高。70%左右的抗拉强度适于高强度铝合金铸件针对力学性能的最基础需要,即若屈服强度需要280MPa,抗拉强度要超过350MPa。按照材料常规规律:如果强度要求太高,会造成材料塑性降低。要同步符合铸件的强度与塑性要求比较困难。但是,在对高强度铝合金展开热处理工艺时,其需要的力学性能超过高强度铝合金铸件针对力学性能的基础需求。
        (3)热处理工艺实施环节缺少参考信息。在高强度铝合金铸件热处理时,有时非常需要参考信息来辅助,由此保障热处理工艺质量满足实际要求。但就当前高强度铝合金热处理情况来说,仍然非常缺少在热处理环节上所需要的参考信息,如此就大幅度提高了高强度铝合金铸件热处理方法的操作难度,由此就会干扰高强度铝合金铸件在具体使用时的广度。
        四、关于高强度铝合金铸造和热处理方法优化方案介绍
        4.1建立科学完整的高强度铝合金铸件铸造的工艺计划
        高强度铝合金铸件铸造时针对成分比率的掌握,及其浇注环节的浇注温度与操作工艺技巧的掌握有着较大考验。要确保该高强度铝合金铸件性能满足相关要求水平标准,确保较好的铸件质量,高效的铸造工序,安全的铸造工艺流程体系,这些均离不开一个齐全且科学的工艺计划流程规划。工艺方案规划时需要重视的内容:①在铸造开始时,就要从选材方面着手,选取适宜加工高强度铝合金材料,要去评价每个工厂的材料是否满足选材要求,对铸件力学属性展开评价,保证选材效果。②结合高强度铝合金本身性能特征,要考量在铸造铝合金铸件时确保所生产的铝合金抗拉强度和屈服强度具有一定的优势,需对铸造环节的工序科学掌控调整,并加强技术指引"。③向多方主体征询意见,提前建立好健全的工艺计划,再反复认真的检查反省,与相关工艺技术工作人员展开探讨,和相关技术理论者展开商讨,使相关人员找到其中所隐藏的问题,找出其中所隐藏的问题根源,找出工艺计划的不科学地方并立即修整,保证方案的实用性。而且,还要确保工艺计划中的工艺参数的科学性,保证其中的化学物质浓度均匀且可靠。
        4.2建立科学可行的热处理工艺计划介绍
        设计建立出科学的热处理工艺计划就需注意方案的实用性。首先,要关注热处理工艺指标设立的科学性问题,保证在固溶时,相关参数是科学有效的,而且还要建立一个完整的固溶工艺操作流程体系。其次,按照现代先进科技基础,采用规范的方法展开冷却处理。能够在铸件处理中添加6%-10%的UCON水溶性物质,提高淬透性,保证铸件性能并提高铸件生产的高效性。
        结束语:
        总而言之,在先进技术技巧和理论知识的引导下,铸件工作也可以进一步达到实际铸造生产需求的标准。所以,帮助先进理论技术知识投入现实生产铸造工作制中,建立对铸造高强度铝合金的生产技术应用和探索的正确认识,努力提高高强度铝合金的铸造效率。
        参考文献:
        [1]雷晓燕,王娟.高强度铝合金铸造及热处理工艺分析[J].南方农机,2019,50(06):4+7.
        [2]周正海,郑朋飞,赵磊.高强度铝合金铸造及热处理工艺[J].中国高新区,2017(15):151.
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