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    壓鑄機配件表面處理方法

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    壓鑄機配件表面處理方法

    2021-08-04

    壓鑄機配件是指按某一熱處理規范,保溫時間和冷卻速度 、改變合金的組織、控制加熱溫度,其主要目的是:增強耐腐蝕性能,提高力學性能,獲得尺寸的穩定性,改善加工性能,壓鑄機配件可以分為以下幾項:


    1. 冷熱循環處理:

    經冷熱循環處理的鑄件,由于多次加熱和冷卻引起固溶體點陣收縮和膨脹,使各相的晶格發生了少許位移,使第二相質點處于更加穩定的狀態,從而提高鑄件尺寸的穩定性,適于精密零件的制造。鋁合金在低溫下沒有脆性斷裂的傾向,隨著溫度的降低,力學性能有某些變化,強度有所提高,但塑性卻降低得很少 , 所以有時為了減小或消除鑄件內應力,可將鑄造或淬火后的鑄件,冷卻到 -50 ℃ 、 -70 ℃ 或更低的溫度,保持2-3小時左右,隨后在空氣或熱水中加熱到室溫,或者是接著進行人工時效,這種工藝稱冷處理。


    2. 時效處理:

    將固溶處理后的鑄件加熱到某一溫度,保溫一定時間后出爐,在空氣中緩慢冷卻到室溫的工藝稱為時效。如果時效強化是在室溫下進行的稱為自然時效,如果時效強化是在高于室溫并保溫一段時間后進行稱為人工時效。時效處理進行著過飽和固溶體分解的自發過程,從而使合金基體的點陣恢復到比較穩定的狀態。


    時效溫度和時間的選擇取決于對合金性能的要求、合金的特性、固溶體的過飽和程度以及鑄造方法等。人工時效可分為三類:不完全人工時效,完全人工時效和過時效。不完全人工時效是采用比較低的時效溫度或較短的保溫時間,獲得優良 的綜合力學性能,即獲得比較高的強度,良好的塑性和韌性,但耐腐蝕性能可能比較低。完全人工時效是采用較高的時效溫度和較長的保溫時間,獲得硬度抗拉強度,但伸長率較低。 過時效是在更高的溫度下進行,這時合金保持較高的強度,同時塑性有所提高,主要是為了得到好的抗應力腐蝕性能。為了得到穩定的組織和幾何尺寸,時效應該在更高的溫度下進行。過時效根據使用要求通常也分為穩定化處理和軟化處理。


    時效處理時合金元素沉淀的過程大多需要經過以下四個階段:


    1) 形成 G-P Ⅰ 區。固溶體點陣內原子重新組合,出現溶質原子的富集區,伴隨著點陣畸變程度增大,提高合金的力學性能,降低合金的導電性。

    2) 形成 G-P Ⅱ 區。合金元素的原子以一定比例進行偏聚形成 G-P Ⅱ 區 , 為形成亞穩相作準備,合金的強度進一步提高。

    3) 形成亞穩相。 亞穩相也稱過渡相,該相與基體呈共格聯系,大量的 G-P Ⅱ 區和少量的亞穩相相結合 , 使合金得到的強度。

    4) 形成第二相質點和第二相質點的聚集。 亞穩相轉變為穩定相,細小的質點分布在晶粒內部,較粗大的質點分布在晶界,還相繼發生第二相質點的聚集,點陣畸變劇烈地減弱,顯著地降低合 金的強度,提高合金的塑性。


    上述幾個階段不是截然分開的,有時是同時進行的 , 低溫時效各階段進行的程度要大些,高溫時效,第三、四階段進行得強烈些。


    3. 退火處理:

    將壓鑄機配件加熱到較高的溫度,一般約為 300 ℃ 左右,保溫一定的時間后 , 隨爐冷卻到室溫的工藝稱為退火。在退火過程中固溶體發生分解,第二相質點發生聚集,可以消除鑄件的內應力,穩定鑄件尺寸,減少變形,增大鑄件的塑性。


    4. 固溶處理:

    把鑄件加熱到盡可能高的溫度,接近于共晶體的熔點,在該溫度下保持足夠長的時間,并隨后快速冷卻,使強化組元的溶解,這種高溫狀態被固定保存到室溫,該過程稱為固溶處理。固溶處理可以提高鑄件的強度和塑性,改善合金的耐腐蝕性能。固溶處理的效果主要取決于下列三個因素:


    1) 固溶處理溫度。溫度越高,強化元素溶解速度越快,強化效果越好。一般加熱溫度的上限低于合金開始過燒溫度,而加熱溫度的下限應使強化組元盡可能多地溶入固溶體中。為了獲得好的固溶強化效果,而又不便合金過燒,有時采用分級加熱的辦法,即在低熔點共晶溫度下保溫,使組元擴散溶解后,低熔點共晶不存在,再升到更高的溫度進行保溫和淬火。固溶處理時,還應當注意加熱的升溫速度不宜過快,以免鑄件發生變形和局部聚集的低熔點組織熔化而產生過燒。固溶熱處理的悴火轉移時間應盡可能地短,一般應不大于 15s,以免合金元素的擴散析出而降低合金的性能。


    2) 保溫時間。保溫時間是由強化元素的溶解速度來決定的,這取決于合金的種類、成分、組織、鑄造方法和鑄件的形狀及壁厚。鑄造鋁合金的保溫時間比變形鋁合金要長得多 , 通常由試驗確定,一般的砂型鑄件比同類型的金屬型鑄件要延長20%-25% 。


    3) 冷卻速度。 淬火時給予鑄件的冷卻速度越大,使固溶體自高溫狀態保存下來的過飽和度也越高,從而使鑄件獲得高的力學性能,但同時所形成的內應力也越大,使鑄件變形的可能性也越大。冷卻速度可以通過選用具有不同的熱容量、導熱性、蒸發潛熱和粘滯性的冷卻介質來改變,為了得到最小的內應力,鑄件可以在熱介質 ( 沸水、熱 油或熔鹽 ) 中冷卻。


    為了保證鑄件在淬火后,同時具有高的力學性能和低的內應力,有時采用等溫淬火,即把經固溶處理的鑄件淬入 200-250 ℃ 的熱介質中保溫一定時間,把固溶處理和時效處理結合起來。



      


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