低压铸造铝合金车轮的分级时效热处理工艺.pdf

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1、第2O卷第4期江苏理工学院学报VO1．20．No．42014年8月J0URNALOFJIANGSOUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAum．．2014低压铸造铝合金车轮的分级时效热处理工艺于小健，卢雅琳，胡因行，李萍(1．江苏理工学院，江苏常州213001；2．江苏凯特汽车部件有限公司，江苏常州213001)摘要：针对目前传统热处理工艺产品高消耗、高成本、且力学性能较差等问题，并考虑低压铸造ZL101铝合金车轮经过机械加工后的表面处理工序(喷漆和烘烤)，探索出一种新的铝合金车轮分级时效热处理工艺。将热处理工艺分为固熔、初级时效、再时效即喷漆烘烤三个工序。固熔温度540

2、±5℃，固熔时间250～290min；初级时效温度130±5~C，时效时间60～90rain；喷漆烘烤温度170—200oC，喷漆烘烤时间60～80rain。结果表明，将铝合金车轮表面喷漆烘烤作为热处理再时效工艺，不仅降低了能耗和生产成本，同时铝车轮强度和韧性达到理想的状态，抗拉强度、屈服强度、延伸率明显提高。关键词：低压铸造；ZL101铝合金；分级时效热处理中图分类号：TG166．3文献标识码：A文章编号：2095-7394(2014)04-0022-050引言随着汽车工业的发展，对汽车轻量化的要求越来越高，使得铝合金轮毂的应用也越来越多。车轮是车辆行驶中重要的安全部件，要求

3、有较高强度、优良的冲击韧性和良好的耐疲劳性，因此对其生产提出了较高的要求]。目前ZLIO1铝合金材料是制造汽车铝车轮的主要材料，该合金的铸造性能优良，流动性好，线收缩小，热裂倾向低，气密性好，稍有产生气孔和缩孔的倾向。ZL101合金材料一般要经过熔化、精炼并添加镁、锶、钛等元素经变质细化处理，再经热处理才能达到铝车轮的强度和韧性的要求。。⋯。目前，我国铝车轮行业在变质细化方面已达到较高的水平，但热处理仍然采用传统工艺，即采用固熔和时效两个工序，固熔温度530±5℃，时间360—420min；时效温度150±155℃，时间240～300min。这种方法不仅能耗高、成本高，而且未考

4、虑铝合金车轮经过机械加工后的表面处理过程，因为铝合金车轮在表面处理过程会因喷漆烘烤使产品强度提高、韧性下降，因此传统的热处理工艺不仅能耗和成本高，而且产品的力学性能差。本实验对传统热处理工艺进行优化，考虑了喷漆烘烤工艺对材料力学性能的影响，提供一种低能耗，高工效，可替代传统工艺的短时热处理工艺，并确保合金的微观组织，室温拉伸力学性能达到国家标准规定的T6处理工艺水平，旨在缩短生产周期，降低成本，对企业生产具有一定的指导意义。1实验1．1实验材料本实验用料由江苏凯特汽车部件有限公司提供，批量生产的锶变质的ZL101铸态铝合金轮毂，光谱收稿日期：2014-03—10基金项目：江苏理

5、工学院研究生科技创新创业训练项目(YJSK13010)作者简介：于小健(1988一)，男，江苏宿迁人，硕士研究生，主要从事铸造铝合金的研究；卢雅琳(1967一)，女，陕西宝鸡人，教授，博士，主要从事铸造、半固态成形等技术研究。第4期于小健卢雅琳胡因行等：低压铸造铝合金车轮的分级时效热处理工艺231．2实验方法及设备将批量生产的合格的铸态铝合金轮毂试样，置于SX一4—10电阻炉中进行固溶时效处理，炉温波动控制在±3℃；产品经机械加工后进行喷漆烘烤即再时效处理；然后做13。冲击实验；按GB／T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》线切割加工成矩形标准试样，试样在WDW电子万能

6、材料力学拉伸机上进行，拉伸速度3mm／min；将拉伸过后的试样边缘制成金相试样，进行清洗以去除污垢、油膜，用0．5％HF酸水溶液在室温下浸蚀20s，采用GY一5000金相显微镜对各处理试样的显微组织进行观察；再将金相试样在维氏硬度计测试硬度，载荷为10Kgf，保持时间为30s，每个试样测三点，取其平均值和分析。1．3工艺方案实验工艺流程：上料一进固熔炉一固熔处理一出固熔炉一淬火一进时效炉一初级时效处理一出时效炉一机加工一再时效处理即喷漆烘烤一粉体烘烤一底漆与罩光漆烘烤一出炉。本实验分级时效热处理工艺如表2所示，具体为：产品上料后首先进固熔炉进行固熔处理；固熔处理分为升温和保温，

7、固熔时间250290min，其中固熔升温时间为40～50min，固熔保温时间为210～240min，固熔保温温度540±5℃，固熔过程中循环风速12m。／s以上；出固熔炉淬火处理，淬火转移时间小于15s，淬火水温55℃～65℃，淬火时间为3—3．5rain；产品经整形后进时效炉，进行初级时效处理，初级时效时间60～90min，其中初级时效升温时间20～30min，初级时效保温时间40～60min，初级时效温度130±5oC；出时效炉；产品经机械加工后进人表面处理工序，进行喷漆烘烤即再时效处理