ADC12鋁硅合金鑄件熱處理工藝的改進(jìn)

ADC12鋁硅合金鑄件熱處理工藝的改進(jìn)
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合金中si，主要用來改善鑄造性能，提高耐磨性、耐蝕性和力學(xué)性能Cu和Mg是形成CuAl 和MgSi相，強(qiáng)化合金，但含量過高，會使塑性降低，Cu還能提高高溫性能，但會降低耐腐性；Mn主要是形成AlFeMnS相，減小Fe雜質(zhì)的有害作用，同時(shí)可提高鑄件的耐熱性能。

該臺金澆鑄的方法是，臺金配料(澆冒口回爐料占50 )熔煉后，在720℃時(shí)用張家港產(chǎn)SRWJ1無公害一號精煉劑(占爐料0.5 ～1.0 )進(jìn)行除氣處理；在720～ 730℃時(shí)采用北京產(chǎn)三元變質(zhì)劑或張家港產(chǎn)SR810鍶鹽長斂變質(zhì)劑(占爐料1%～2%)變質(zhì)在690～720℃進(jìn)行金屬模低壓壓鑄成鑄件 其鑄態(tài)(經(jīng)變質(zhì)，未熱處理)的金相組織如圖1。金相組織中主要有α固溶體、Si、CuAI¨、Mg2Si和AIFeMnSi等相。鑄件常規(guī)T6熱處理工藝是：515士5℃ ×8h，水誶固溶處理；155±5℃ ×6h完全人工時(shí)效 ADC12鑄件的力學(xué)性能優(yōu)于ZL108鑄件，如表2。

2 改進(jìn)熱處理工藝
為了在保證鑄件力學(xué)性能的條件下簡化操作，降低能耗，將常規(guī)T6處理改為鑄造淬火+ 完全人工時(shí)效(稱為T6’)的熱處理工藝：即鑄件出模后在熱狀態(tài)(48O～500℃)下，隨即進(jìn)行水誶(水溫22～ 24℃)，然后進(jìn)行155士5℃ ×6h的完全人工時(shí)效 試驗(yàn)分析如下：

(1)鑄件硬度T6’、T6處理的鑄件硬度如圖1和表2
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從圖2和表3中看到，T6’處理鑄件的硬度達(dá)到了T6處理的硬度。而且T6‘處理的鑄件硬度散離程度比T6的?。捕雀鼮榉€(wěn)定，鑄件質(zhì)量更高個(gè)別鑄件硬度略低，是由于淬火水槽較遠(yuǎn)，鑄件出模后，放人水槽前．停留時(shí)間較長，鑄件表面溫降略大， 固溶體中析出少量萁它相所致．見圖3，這種現(xiàn)象．在批量生產(chǎn)中，應(yīng)采取措施加以避免。

(2) 力學(xué)性能對鑄件及標(biāo)準(zhǔn)金屬模重力澆鑄試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的結(jié)果如表4。

從表4可以看出．含50%澆冒口回爐配料的ADC12舍金標(biāo)準(zhǔn)重力澆鑄試樣的力學(xué)眭能略低于表2標(biāo)準(zhǔn)鋁硅臺金試樣數(shù)值．鑄件力學(xué)性能亦低于標(biāo)準(zhǔn)鋁壓鑄品數(shù)值，但配料標(biāo)準(zhǔn)試樣力學(xué)性能比ZL108的高41%，T6‘、T6處理的鑄件強(qiáng)度分別達(dá)到ZL108標(biāo)樣的84%和92%。

(3)切屑性能對T6’、T6處理的鑄件，拄同樣的機(jī)械加工工藝切屑時(shí)，均達(dá)到了圖紙要求的尺寸誤差0．03mm，粗糙度Ra1.6μrm。

綜上結(jié)果，可以看到ADC12鋁硅臺金低壓金屬模鑄件。采取T6‘處理，能達(dá)到力學(xué)性能要求．而且加工性能優(yōu)于T6處理的。因此，用儔態(tài)淬火代替固溶處理是完全可以的。在批量生產(chǎn)中．低壓金屬模鑄造操作簡便，壓鑄溫度穩(wěn)定，鑄件出?？?，鑄件表層內(nèi)溫度易于接近共晶溫度，及時(shí)快速投入水中冷卻，達(dá)到鑄造淬火的目的也是方便易行的。試驗(yàn)中出現(xiàn)個(gè)別鑄件硬度偏低現(xiàn)象，只要縮短鑄件出模入水的時(shí)間，就可以避免。

夏季鑄機(jī)周圍環(huán)境溫度較高，對鑄件表面溫降影響不大，冬季需要加強(qiáng)鑄造車間保溫供熱，使機(jī)臺周圍溫度控制在20℃左右。

(4) 金相組織ADC12鑄件的盎相組織，如圖2～ 6所示。從圖1可以看出，變質(zhì)后的金相組織，α枝晶與共晶體分布均勻，共晶si為蠕蟲狀，符合GB10849鑄造鋁硅合金變質(zhì)正常的樣片。從圖3、4中可以看到，鑄造淬火與固溶處理的金相組織均為α(Ai)+塊狀初晶si+針、球狀共晶si 不同點(diǎn)是，前者針狀Si較粗。從圖5、6中可以看到，T6’和T6處理的金相組織+均在α(A1)基體上分布著塊狀初晶Si和針狀共晶Si、骨骼狀片塊狀強(qiáng)化相AIFeMnSi、Mg2Si及CuAl2等。所不同的是，后者塊針狀Si排列較為細(xì)密。試驗(yàn)及生產(chǎn)表明，以T6‘處理取代T6處理的優(yōu)點(diǎn)是：

① 可以較好地保證產(chǎn)品質(zhì)量，硬度穩(wěn)定，利于機(jī)械加工，而且，鑄件保持了原鑄態(tài)的銀亮色表面；

② 省去了按T6處理的固溶處理所需的能耗工耗，可降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。按某廠生產(chǎn)驗(yàn)證，每爐鑄件可以減少650kWh電能，每公斤鑄件可以省去1.0元的成本，年產(chǎn)300t鑄件，可節(jié)約成本30萬元。 固此，T6’處理(鑄造淬火)具有良好的綜合效益。

3 結(jié)語

(1) ADC12鋁硅合金低壓金屬模鑄造中小型鑄件可采用鑄造淬火一完全人工時(shí)效取代T6處理(固溶處理)．但不適宜小鑄件的處理，因小鑄件出模后，表面溫降較大，水淬前易析出α相，影響淬火效果。

(2)含有一定Cu、Mg、Si等元素的鋁硅合金金屑模鑄件．也可以采用鑄造淬火代替固溶處理