车体用铝合金熔体过热处理工艺的制作方法

本发明涉及铸造工艺，尤其涉及一种车体用铝合金熔体过热处理工艺，其属于金属制造领域。

背景技术：

多组元合金的液态存在较为复杂的结构，该结构通过热处理或者化学处理的方法进行控制会影响其凝固过程，进而改善合金凝固组织与力学性能。均匀化处理过程中，合金的硬度和强度与基体的过饱和程度、第二相的粒度、形状和物相结构密切相关。合金在铸造冷却条件下，其组织主要为过饱和固溶体，由于过饱和程度较高，合金的硬度也相应较大。但均匀化温度很低时，过饱和固溶体逐渐分解，析出粗大的平衡相，使基体过饱和固溶体逐渐分解，析出粗大的平衡相，使基体过饱和程度下降，导致合金的硬度降低。随着均匀化温度的升高，合金在升温过程中析出的第二相和晶界非平衡共晶组织会逐渐溶入到α(al)基体中，同时第二相粒子的数量较多、较小，导致合金硬度显著升高。均匀化达到一定程度时，再继续延长保温时间和提高均匀化温度，将导致晶粒粗化，使合金硬度降低。同时，铸态组织中，边部急冷，过饱和固溶体中固溶的合金元素多，电导率低。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种车体用铝合金熔体过热处理工艺，以改善其自身性能。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种车体用铝合金熔体过热处理工艺，包括以下步骤：

(1)熔炼，熔炼的步骤为：在炉气温度为847℃时进行清炉；清炉完成后在炉气温度为680℃时进行装炉；从开始装炉开始计时，经过200分钟后，并在料温为670℃时撒覆盖剂；从撒覆盖剂开始计时，经过120分钟，并在料温为733℃时开始扒渣；扒渣完成后，在料温为754℃时开始向炼炉中添加合金；添加合金后开始升温，从开始添加合金开始计时，经过63分钟，并在料温为781℃时，向炼炉中投入激冷料，投入激冷料后温度为753℃；从投入激冷料完成后开始计时，经过25分钟后，并在料温为755℃时开始取样；从开始取样开始计时，经过20分钟后，并在料温为755℃时，开始精炼；精炼45分钟后，并在料温为777℃时，进行转炉；从转炉开始计时，经过30分钟，并在料温为758℃时再次精炼；精炼15分钟，并在料温为753℃时，进行静置；静置15分钟后，并在料温为757℃时开始铸造；

(2)铸造；

(3)均匀化退火，均匀化退火包括均匀化工艺和冷却工艺；

其中均匀化工艺为，经过240min升温至580℃，保温135～165min；随后降温至550℃，保温95～145min；再次升温至575℃，并保温240min；

其中冷却工艺为，强风加0.01-0.03mpa，水雾70min，水压为0.04-0.06mpa，冷却50min至室温后出炉。

进一步地，铸造时，盘头温度大于703℃、盘尾温度大于705℃；冷却强度为2600l/min～3000l/min；铸造速度为51～57mm/min；铸造使用的钛硼丝数量为四根；过滤板上单位英寸长度上的平均孔数为30个；静置炉熔体温度为757℃；保持时间为15s；初始速度为36mm/min；爬升位置为50mm；初始水量为2400l/min；水爬升位置为50mm；油控时间为8～10s。

进一步地，在添加合金后升温过程中，料温为755℃时，可向炉体内进行补料。

有益效果：利用本发明所述的一种车体用铝合金熔体过热处理工艺，能够使铸件组织硬度降低，分布趋于均匀，铸态组织硬度的不均匀性得到改善，铸态组织硬度在纵向上也趋于均匀分布，同时也改善了铸态组织的电导率分布。

附图说明

图1为本实施例在铸造过程中铸造速度、冷却强度、分流盘温度变化示意图；

图2为本实施例铸件的检测位置示意图；

图3为本实施例中铸件在经过均匀化处理前后头部的硬度对比示意图；

图4为本实施例中铸件在经过均匀化处理前后尾部的硬度对比示意图；

图5为本实施例中铸件在经过均匀化处理前后头部的电导率对比示意图；

图6为本实施例中铸件在经过均匀化处理前后尾部的电导率对比示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定发明的范围。

一种车体用铝合金熔体过热处理工艺，分为三个步骤，(1)熔炼；(2)铸造；(3)均匀化退火。

具体地，

(1)本实施例中熔炼步骤如下表1所示，开始时间为4:20，炉气温度设定为1050℃。

表1熔炼工艺流程

(2)铸造时，盘头温度大于703℃、盘尾温度大于705℃；冷却强度为2800l/min；铸造速度为54mm/min；铸造使用的钛硼丝数量为四根；过滤板上单位英寸长度上的平均孔数为30个；静置炉熔体温度为757℃；保持时间为15s；初始速度为36mm/min；爬升位置为50mm；初始水量为2400l/min；水爬升位置为50mm；油控时间为9s。

(3)均匀化退火包括均匀化工艺和冷却工艺；

其中均匀化工艺为，经过240min升温至580℃，保温135～165min；随后降温至550℃，保温95～145min；再次升温至575℃，并保温240min；

其中冷却工艺为，强风加0.01-0.03mpa，水雾70min，水压为0.04-0.06mpa，冷却50min至室温后出炉。

为了验证本发明的工艺效果，对产品的硬度和电导率进行检测。分别对铸锭头部和尾部进行检测，铸锭头部和尾部的检测点均为20个，沿铸锭直径方向均匀采集。测量硬度时，采用里氏硬度仪；测量电导率时，采用d60k型数字金属电导率测量仪；测量结果如附图3至附图6所示。

由附图3至附图4可以看出，头部铸态组织硬度在直径方向上呈“m”形分布，且具有对称性，硬度在边部和中心较低，在1/2半径处较高；尾部铸态组织硬度在直径方向上大致也呈“m”形分布，但对称性不够好，同时，硬度在1/2半径处较高，在边部和中心较低；这反映出铸态组织硬度分布不均。而头部均匀化组织硬度在直径方向上除边缘稍低外，其它各处都比较一致；尾部均匀化组织硬度在直径方向上大致呈倒扣的“平底锅”形分布，边缘硬度稍低，中间硬度稍高；这表明经均匀化处理后，组织硬度降低，分布趋于均匀，铸态组织硬度的不均匀性得到改善。

由附图5至附图6可以看出，铸态组织头尾部电导率在直径方向上的分布具有类似的特征，也即呈开口向下的抛物线形分布，边部电导率低，中间电导率高；经均匀化处理后，头尾部的电导率较铸态电导率都有提高，分布都趋于均匀，且都稳定在29％iacs附近；表明均匀化处理改善了铸态组织的电导率分布。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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