铸造铝合金热处理工艺分类及作用

现代铸造铝合金按主要加入的元素可分为4个系列，即：铝硅系、铝铜系、铝镁系及铝锌系。对这4个系列，各国都有相应的合金和合金牌号的标记。中国采用ZL+3位数字标记法，第一位数字表示合金系，其中：1表示铝硅合金系，2表示铝铜合金系，3表示铝镁合金系，4表示铝锌合金系，第二、三位数字表示合金序号。中国的几种典型铸造铝合金如表所示，根据合金的使用特性可分为：耐热铸造铝合金、气密铸造铝合金、耐蚀铸造铝合金和可焊铸造铝合金。

1、铝-硅系合金

通常硅含量为4%～13%，又称“硅铝明”合金。铸造性能最佳，裂纹倾向性极小，收缩率低，有很好的耐蚀性和气密性以及足够的力学性能和焊接性能。此系合金在工业上的应用虽较铝-铜系合金晚些，但于1920年发现可进行变质处理后，使该系合金的组织和性能得到改善，拓宽了使用范围，在用量上几乎占铸造铝合金的50%。铝硅系合金可分为共晶型、亚共晶型、过共晶型和添加铜、镁、锰等复杂的共晶合金。ZL102合金为典型的二元共晶合金，共晶温度为577℃，共晶成分为12.6%Si，共晶温度下α固溶体中溶解1.6%Si，室温下溶解约0.05%Si；β相为铝溶于硅中的固溶体，其溶解度极小，因而共晶组织为α+Si两相组成。多元合金的组织中，除α和硅外，还有θ（CuAl2）、W（AlxMg5Si4）等相（见铝合金的相）。含铜的铝硅合金可热处理强化，但耐蚀性差。合金中硅相的形状对强度和塑性有显著的影响，通过变质处理（在熔体中加入钠或锑），使硅相球化，合金的组织和性能得以改善。过共晶合金中的粗大初晶硅有害于力学性能和切削性能，常加入磷，形成AlP化合物，使初晶硅细化，减少其有害影响。

2、铝铜系合金

是最早出现的工业铸造铝合金。该系合金有高的强度和热稳定性，但铸造性和耐蚀性差。铜含量一般低于铜在铝中的溶解度极限（5.85%），平衡组织中无共晶体，非平衡条件下，可能出现少量共晶体，经固溶处理，使固溶体过饱和，可获得时效强化效果。合金中加入锰、钛可使晶粒细化，能补充强化和改善耐蚀性。

3、铝镁系合金

该系合金强度高，耐蚀性最佳，密度小，有较好的气密性。铝镁二元铸造合金，镁含量高达11.5%，多元合金中的镁含量一般为5%左右。合金的组织为α+β（Mg5Al8）相组成，热处理的强化效果不明显，主要为固溶强化。β（Mg5Al8）相沿晶界呈网状析出时，抗蚀性和力学性能变坏。为防止β（Mg5Al8）相沿晶界析出，多在固溶状态下使用。合金中加入硅和锰能改善合金的流动性。

4、铝锌系合金

该系合金在铸造状态就具备淬火组织特征，不进行热处理就可获得高的强度，但合金的密度大，不适宜制作飞机零件。该合金系是在硅铝明合金的基础上加锌而成，因此亦称“锌硅铝明”合金。

铸铝的热处理常见的一般有以下7种：

1、铸后直接人工时效：代号T1目的；改善切削性能，提高表面光洁度。

2、退火：代号T2 目的；消除铸造、机加工应力，稳定尺寸。，3、淬火+自然时效：代号T4 目的；提高强度。，

4、淬火+部分人工时效：代号T5 目的；获得足够的强度与朔性。

5、淬火+完全人工时效：代号T6 目的；获得最高的强度与硬度。，

6、淬火+稳定化回火：代号T7 目的；稳定在较高温度条件下工作零件的组织、性能和尺寸。7、淬火+软化回火：代号T8 目的；降低硬度， 提高朔性。

造铝合金的热处理裂纹可能产生原因有下面几种：

1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊

2．砂型(芯)退让性不良

3．铸型局部过热

4．浇注温度过高

5．自铸型中取出铸件过早

6．热处理过热或过烧，冷却速度过激

详细的如何解决的方法，可参考【铸业网】的《铸造铝合金的缺陷（四）》这一文章。

铸造铝合金是以熔融金属充填铸型，获得各种形状零件毛坯的铝合金。具有低密度，比强度较高，抗蚀性和铸造工艺性好，受零件结构设计限制小等优点。分为Al-Si和Al-Si-Mg-Cu为基的中等强度合金；Al-Cu为基的高强度合金；Al-Mg为基的耐蚀合金；Al-Re为基的热强合金。大多数需要进行热处理以达到强化合金、消除铸件内应力、稳定组织和零件尺寸等目的。用于制造梁、燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气唇口和发动机的机匣等。还用于制造汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪表的壳体和增压器泵体等零件。

铸造铝合金具有良好的铸造性能，可以制成形状复杂的零件；不需要庞大的附加设备；具有节约金属、降低成本、减少工时等优点，在航空工业和民用工业得到广泛应用。用于制造梁、燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气唇口和发动机的机匣等。还用于制造汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪表的壳体和增压器泵体等零件。

铸铝门材质:铸铝门材质为8mm熔融铝，包边为铸铝，内为双面铸铝，或铝雕花板或木板。油漆是德国进口的氟碳漆。

功能:铸铝门的防盗、防爆、隔音、保温功能是现在市面上最好的，因为铸铝门是用8mm的铝液浇铸而成，有些花纹最厚的可以达到15-20mm厚，所以厚重感很强，和手工铸铝门有明显的区别。

用步枪射击50米外的铸铝门，检验其防爆能力。发现原子弹没有对铸铝门造成任何伤害，所以铸铝门的安全系数很高。

铝闸门的作用:

铝合金门是由经过表面处理的铝合金型材经切割、冲孔、铣削、攻丝、制造，再配以连接件、密封材料、启闭五金配件组装而成的门框构件。

用铝合金挤压型材制成的门，如门框、门梃、扇等，称为铝合金门，简称铝门。包括铝合金作为受力杆件(承受和传递自身重量和荷载的杆件)的基材，以及木塑复合的门，简称铝木复合门和铝塑复合门。

固溶处理是把铸件加热到尽可能高的温度，接近于共晶体的熔点，温度越高，强化元素溶解速度越快，强化效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度，下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。在该温度下保持足够长的时间，使强化组元最大限度的溶解，这种高温状态被固定保存到室温，保温时间是由强化元素的溶解速度来决定，这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。快速冷却，淬火时给予铸件的冷却速度越大，使固溶体自高温状态保存下来的过饱温度也越高，从而使铸件获得高的力学性能，但同时所形成的内应力也越大，使铸件变形的可能性也越大，所以对冷却介质温度关系很大。该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。固溶热处理的淬火转移时间应尽可能地短，一般应不大于15s，以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。时效处理：(设备：铝合金时效炉) 时效处理是将固溶处理后的铝合金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称为时效。如果时效强化是在室温下进行的称为自然时效，如果时效强化是在高于室温并保温一段时间后进行称为人工时效。时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程，从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状态。         时效温度和时间的选择取决于对合金性能的要求、合金的特性、固溶体的过饱和程度以及铸造方法等。人工时效可分为三类：不完全人工时效，完全人工时效和过时效。不完全人工时效是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，获得优良的综合力学性能，即获得比较高的强度，良好的塑性和韧性，但耐腐蚀性能可能比较低。完全人工时效是采用较高的时效温度和较长的保温时间，获得最大的硬度和最高的抗拉强度，但伸长率较低。过时效是在更高的温度下进行，这时合金保持较高的强度，同时塑性有所提高，主要是为了得到好的抗应力腐蚀性能。为了得到稳定的组织和几何尺寸，时效应该在更高的温度下进行。过时效根据使用要求通常也分为稳定化处理和软化处理。铝合金铸件T6热处理一般分为二个阶段，固溶处理(淬火)加时效铝合金压铸。固溶处理：是指将铝合金铸件加热到一定的温度恒温保持一段时间，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体，提高力学性能，增强耐腐蚀性能的热处理工艺。时效处理：时效是铝合金铸件经过固溶处理后完成T6工艺的热处理。时效处理是采用较高的时效温度和较长的保温时间，获得最大的硬度和最高的抗拉强度，达到尺寸的稳定性铝合金压铸。

铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。为了获得各种形状与规格的优质精密铸件，用于铸造的铝合金一般具有以下特性。。有填充狭槽窄缝部分的良好流动性。有比一般金属低的熔点，但能满足极大部分情况的要求。导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短。熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制。铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向）。化学稳定性好，抗蚀性能强。不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的表面光洁度和光泽。

而且易于进行表面处理。铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产，也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。铸造铝合金在轿车上是得到了广泛应用，如发动机的缸盖、进气歧管、活塞、轮毂、转向助力器壳体等。铸造铝合金具有良好的铸造性能，可以制成形状复杂的零件；不需要庞大的附加设备；具有节约金属、降低成本、减少工时等优点，在航空工业和民用工业得到广泛应用。用于制造梁、燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气唇口和发动机的机匣等。还用于制造汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪表的壳体和增压器泵体等零件。