铸造铝合金热处理工艺分类及作用

分不同牌号的，当合金中含有一定量的Cu、Mg、Zn等可组成强化相的元素才可进行相对应的热处理工艺，加强合金性能，通常使用的方法为固溶时效处理。然而如纯铝等，其余元素含量很少的合金是不能进行热处理的。

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。

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。

1. 退火处理：将铝合金铸件加热到较高的温度 , 一般约为 300 ℃ 左右 , 保温一定的时间后 , 随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中 固溶体发生分解 , 第二相质点发生聚集 , 可以消除 铸件的内应力 , 稳定铸件尺寸 , 减少变形 , 增大铸 件的塑性。

2. 固溶处理 ：把铸件加热到尽可能高的温度 , 接近于共晶体的熔点 , 在该温度下保持足够长的时间 , 并随后快速冷却 , 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 , 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。

3. 时效处理 将固溶处理后的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。

4. 冷热循环处理：经冷热循环处理的铸件 , 由于多次加热和冷却引起固溶体点阵收缩和膨胀 , 使各相的晶格发生了少许位移 , 使第二相质点处于更加稳定的状态 , 从而提高铸件尺寸的稳定性 , 适于精密零件的 制造。

铝合金在低温下没有脆性断裂的倾向 , 随着温度的降低 , 力学性能有某些变化 , 强度有所提高 , 但塑性却降低得很少 , 所以有时为了减小或消 除铸件内应力 , 可将铸造或淬火后的铸件 , 冷却到 -50 ℃ 、 -70 ℃ 或更低的温度 , 保持 2-3h, 随后在空气或热水中加热到室温 , 或者是接着进行人工时效 , 这种工艺称冷处理。

    A356的压铸铝合金热处理，只要化学成分符合标准，按热处理工艺进行，其他的没有要求，

   A356压铸铝合金是美国铝业协会标准中的一个牌号系列，这个系列有三个牌号：A356.0、A356.1、A356.2 其成分见下表。

  铸造铝合金热处理状态代号及含义

   T1   人工时效  

          在金属型或湿砂型铸造的合金，因冷却速度较快，已得到一定程度的过饱和固溶体，即有部分淬火效果。再做人工时效，脱溶强化，则可提高硬度和机械强度，改善切削加工性。

 T2   退火

       主要作用在于消除铸件的内应力（铸造应力和机加工引起的应力），稳定铸件尺寸，并使Al-Si系合金的Si晶体球状化，提高其塑性。 对Al-Si系合金效果比较明显，退火温度280-300℃，保温时间为2-4h。

 T4   固溶处理（淬火）加自然时效

      通过加热保温，使可溶相溶解，然后急冷，使大量强化相固溶在α固溶体内，获得过饱和固溶体，以提高合金的硬度、强度及抗蚀性。对Al-Mg系合金为最终热处理，对需人工时效的其它合金则是预备热处理。

 T5  固溶处理（淬火）加不完全人工时效

       用来得到较高的强度和塑性，但抗蚀性会有所下降，非凡是晶间腐蚀会有所增加。时效温度低，保温时间短，时效温度约150-170℃，保温时间为3-5h。

T6    固溶处理（淬火）加完全人工时效

    用来获得最高的强度，但塑性和抗蚀性有所降低。在较高温度和较长时间内进行。适用于要求高负荷的零件，时效温度约175-185℃，保温时间5h以上。

T7    固溶处理（淬火）加稳定化回火

    用来稳定铸件尺寸和组织，提高抗腐蚀（非凡是抗应力腐蚀）能力，并保持较高的力学性能。多在接近零件的工作温度下进行。适合300℃以下高温工作的零件，回火温度为190-230℃，保温时间4-9h。

T8   固溶处理（淬火）加软化回火

    使固溶体充分分解，析出的强化相聚集并球状化，以稳定铸件尺寸，提高合金的塑性，但抗拉强度下降。适合要求高塑性的铸件，回火温度约230-330℃，保温时间3-6h。

T9   循环处理

     用来进一步稳定铸件的尺寸外形。其反复加热和冷却的温度及循环次数要根据零件的工作条件和合金的性质来决定。适合要求尺寸、外形很精密稳定的零件。

提高压铸铝合金铸件强度的唯一方法就是改变原来的结构，如增加加强筋等

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。