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铸造铝合金热处理质量缺陷及其消退与预防

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消退与预防

铝合金铸件热处理后常见的质量问题有：力学性能不合格、变形、裂纹、过烧等缺陷，对其产生缘由和消退与预防方法分述如下。

力学性能不合格

通常表现为退火状态伸长率〔δ5〕偏低，淬火或时效处理后强度和伸长率不合格。

其形成的缘由有多种：如退火温度偏低、保温时间缺乏，或冷却速度太快；淬火温度偏低、保温时间不够，或冷却速度太慢〔淬火介质温度过高〕；不完全人工时效和完全人工时效温度偏高，或保温时间偏长；合金的化学成分消灭偏差等。

消退这种缺陷，可实行以下方法：再次退火，提高加热温度或延长保温时间；提高淬火温度或延长保温时间，降低淬火介质温度；如再次淬火，则要调整其后的时效温度和时间；如成分消灭偏差，则要依据具体的偏差元素、偏差量，转变或调整重复热处理的工艺参数等。

变形与翘曲

通常在热处理后或随后的机械加工过程中，反映出铸件尺寸、外形的变化。

产生这种缺陷的缘由是：加热升温速度或淬火冷却速度太快〔太剧烈〕；淬火温度太高；铸件的设计构造不合理〔如两连接壁的壁厚相差太大，框形构造中加强筋太薄或太细小〕；淬火时工件下水方向不当及装料方法不当等。

消退与预防的方法是：降低升温速度，提高淬火介质温度，或换成冷却速度稍慢的淬火介质，以防止合金产生剩余应力；在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石

棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；依据铸件构造、外形选择合理的下水方向或承受专用防变形的夹具；变形量不大的部位，则可在淬火后马上予以矫正。

裂纹

表现为淬火后的铸件外表用肉眼可以看到明显的裂纹，或通过荧光检查肉眼看不见的微细裂纹。裂纹多曲折不直并呈暗灰色。

产生裂纹的缘由是：加热速度太快，淬火时冷却太快〔淬火温度过高或淬火介质温度过低，或淬火介质冷却速度太快〕；铸件构造设计不合理〔两连接壁壁厚差太大，框形件中间的加强筋太薄或太细小〕；装炉方法不当或下水方向不对；炉温不均匀，使铸件温度不均匀等。

消退与预防的方法是：减慢升温速度或实行等温淬火工艺；提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质；在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包覆石棉等隔热材料；承受专用防开裂的淬火夹具，并选择正确的下水方向。

过烧

表现为铸件外表有结瘤，合金的伸长率大大下降。

产生过烧的缘由是：合金中的低熔点杂质元素如Cd,Si,Sb等的含量过高；加热不均匀或加热太快；炉局部温度超过合金的过烧温度；测量和掌握温度的仪表失灵，使炉实际温度超过仪表指示温度值。

消退与预防的方法是：严格掌握低熔点合金元素的含量不超标；以不超过3℃/min的速度缓慢升温；检查和掌握炉各区温度不超过

±5℃；定期检查和校准温度测控仪表，确保仪表测温、示温、控温准确无误。

(5)外表腐蚀

表现为在铸件的外表消灭斑纹或块状等，其色泽与铝合金铸件外表明显不同。

产生这种缺陷的缘由是：硝盐液中氯化物含量超标〔＞0.5%〕而对铸件外表〔尤其是疏松、缩孔处〕造成腐蚀；从硝盐槽中取出后没得到充分的清洗，硝盐粘附在铸件外表〔尤其是窄缝隙、不通孔、通道中〕造成腐蚀；硝盐液中混有酸或碱，或者铸件放在浓酸或浓碱附近受到腐蚀等。

消退与预防的方法是：尽量缩短铸件从炉移到淬火槽中的时间；检查硝盐中氯化物的含量是否超标，如超标，则应降低其含量，从硝

盐槽中加热的铸件应马上用温水或冷水冲洗干净；检查硝盐中酸和碱的含量，如有酸或碱则应中和或停顿使用；不要把铝合金铸件放在有浓酸或浓碱的四周。

〔6〕淬火不均匀

表现为铸件的厚大部位〔特别是其部中心〕的伸长率和硬度偏低，薄壁部位〔特别是其表层〕的硬度偏高。

产生这类缺陷的缘由是：铸件加热和冷却不均匀，厚大部位冷却和传热较慢。

消退与预防的方法是：重进展热处理，降低升温速度，延长保温时间，使厚薄部位温度均匀全都；在薄壁部位涂敷保温性的涂料或包覆石棉等隔热性材料，尽量使铸件各部位同时冷却；使厚大部位先下水；换成有机淬火剂，降低冷却速度。

铝合金的热处理

铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几格外钟。由于金属型铸件、低压铸造件

铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几格外

钟。由于金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或通道等简单构造外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多承受人工时效