大型鋁鑄件熱處理變形如何防治？

大型鋁鑄件在進(jìn)行熱處理工藝時(shí)，很容易造成鋁鑄件變形，對后續(xù)工序的影響是至關(guān)重要的，實(shí)際生產(chǎn)過程中，因變形過大而導(dǎo)致報(bào)廢的數(shù)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(yōu)化熱處理工藝參數(shù)，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(yīng)力。加熱速度越快，零件壁厚越大，溫差就越大，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也就越大。零件加熱時(shí)的升溫曲線如下圖所示。

通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，通過降低加熱速度減小熱應(yīng)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(guī)定的加熱溫度，加熱速度由設(shè)備的加熱能力確定。但對于大型鋁鑄件，尺寸大，形狀復(fù)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(shí)大型鋁鑄件產(chǎn)生的熱應(yīng)力。就必須對固溶處理的加熱過程進(jìn)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(dá)固溶溫度以前，分別在490℃、500℃進(jìn)行等溫；ZL305在原有435℃等溫基礎(chǔ)上，增加了300℃、470℃兩個(gè)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(shí)大型鋁鑄件的變形無疑是有益的，原工藝方案受設(shè)備限制，不能根據(jù)工藝需要對升溫速度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。新的鋁合金固溶爐可以按工藝需要設(shè)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(yīng)該小一點(diǎn)。工藝改進(jìn)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(xù)生產(chǎn)時(shí)，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(jìn)爐，此時(shí)爐內(nèi)的溫度實(shí)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(guī)定零件的入爐溫度，大型鋁鑄件必須在爐溫降到規(guī)定溫度以下后才能進(jìn)爐。

二、冷卻過程控制

鑄造鋁合金固溶處理淬火冷卻時(shí)，冷卻速度越快，產(chǎn)生的熱應(yīng)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(zhì)，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(guī)定是60～100℃，溫度范圍比較大，實(shí)際操作中對水溫的控制要求并不嚴(yán)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(yán)格加以控制。在保證冷卻效果的前提下，應(yīng)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(yōu)化熱處理工藝參數(shù)，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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