大型鋁鑄件熱處理變形如何防治？

大型鋁鑄件在進行熱處理工藝時，很容易造成鋁鑄件變形，對后續工序的影響是至關重要的，實際生產過程中，因變形過大而導致報廢的數量不少。為減小和控制熱處理造成大型鋁鑄件變形，青島景順誠大型鋁鑄件鑄造廠家建議，可通過優化熱處理工藝參數，采取增加等溫階段、控制升溫速度和零件的入爐溫度、提高淬火水溫等工藝措施，來減小其熱處理變形。

一、加熱過程控制

大型鋁鑄件在加熱升溫過程中表面升溫快，心部升溫慢，表面和心部存在溫差即存在熱應力。加熱速度越快，零件壁厚越大，溫差就越大，所產生的熱應力也就越大。零件加熱時的升溫曲線如下圖所示。

通過上圖可以發現，通過降低加熱速度減小熱應力，能夠有效減小大型鋁鑄件的加熱變形。

對一般尺寸小、形狀簡單的零件，加熱速度對鋁鑄件變形的影響不大，工藝上可以直接升溫到規定的加熱溫度，加熱速度由設備的加熱能力確定。但對于大型鋁鑄件，尺寸大，形狀復雜，壁厚差大，加熱速度對零件變形的影響作用就十分突出。

為了減小加熱時大型鋁鑄件產生的熱應力。就必須對固溶處理的加熱過程進行控制,工藝上采取以下措施：

1、增加等溫階段      

通過增加等溫階段，能夠有效減小加熱過程中大型鋁鑄件表面和心部的溫差，從而有利于減小變形。對ZL111，在到達固溶溫度以前，分別在490℃、500℃進行等溫；ZL305在原有435℃等溫基礎上，增加了300℃、470℃兩個等溫階段。

2、控制升溫速度      

采用較低的升溫速度對減小加熱時大型鋁鑄件的變形無疑是有益的，原工藝方案受設備限制，不能根據工藝需要對升溫速度進行調節控制。新的鋁合金固溶爐可以按工藝需要設定每一階段的加熱升溫速度，在低溫階段，升溫速度可以大一些，高溫階段，升溫速度就應該小一點。工藝改進后,低溫階段升溫速度控制在150～200℃h，高溫階段升溫速度控制在20～70℃h。

3、控制零件的入爐溫度      

在連續生產時，鋁合金固溶爐如果在一爐零件淬火后，下一爐零件又馬上進爐，此時爐內的溫度實際上還是很高的(通常在400℃左右)，顯然這對控制大型鋁鑄件加熱速度不利。有必要在工藝上明確規定零件的入爐溫度，大型鋁鑄件必須在爐溫降到規定溫度以下后才能進爐。

二、冷卻過程控制

鑄造鋁合金固溶處理淬火冷卻時，冷卻速度越快，產生的熱應力越大，大型鋁鑄件變形也越大。在保證冷卻過程中不析出第二相的前提下，降低冷卻速度,能有效地減小零件變形。鑄造鋁合金固溶處理通常都采用水作為冷卻介質，而水的冷卻能力受其溫度的影響很大。

如上圖所示是溫度對水的冷卻性能的影響，隨著水溫的升高，其冷卻能力急劇下降。通常工藝上對水溫的規定是60～100℃，溫度范圍比較大，實際操作中對水溫的控制要求并不嚴格。對于大型鋁鑄件，變形要求高，工藝上必須考慮水溫對冷卻速度的影響并嚴格加以控制。在保證冷卻效果的前提下，應提高水溫，降低淬火冷卻速度，減小零件冷卻變形。

防治大型鋁鑄件的熱處理變形，可通過優化熱處理工藝參數，采取增加等溫階段、控制升溫速度和零件的入爐溫度、提高淬火水溫等工藝措施、改善零件裝夾擺放方式以及使用校正等手段。

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