铝铸件热处理

在初步制造和冷却过程之后，铝铸件的综合热处理可以确保它们能够满足最终用户的确切规格。这种受控过程会改变铸件的物理性能，以提高硬度或抗拉强度，并获得指定的延展性和强度组合。

热处理是将铸件以受控的速率加热到预定温度的过程，以实现所需的结构变化。然后将铸件在该温度下保持一段特定的时间，并以受控的速度冷却。该工艺改变了铝的内部结构，从而提高了机械性能和耐磨性，并提高了机械加工性和尺寸稳定性。本文着眼于铝铸件的各种热处理。

铝铸件有哪些类型的热处理？

不同的铝铸件可能需要不同的热处理，这取决于铸件的类型、所需的结果和合金结构。采用专门的熔炉来确保铝铸件保持其原始形状而不会开裂。热处理种类包括：

• TF（完全热处理）：将铝铸件加热到 515-535°C 并持续 4-12 小时。然后在温水中淬火以防止开裂，最后在另一个烘箱中再次在 150-160°C 下加热 4-16 小时。这个过程可以使原始铝铸件的硬化程度几乎提高一倍。
• TB 条件 (T4)：根据铝合金的成分，铸件被加热到略低于合金熔点的温度。它们保持在这个温度，直到合金元素进入固溶体，然后在水、沸水或聚合物中淬火。淬火介质的选择取决于在实现某些机械性能、控制铸件变形和最小化内应力之间保持平衡。
• TB7（固溶热处理稳定化）：与TF类似，但铸件在第二阶段被加热到更高的温度。温度在 240-270°C 之间保持约 2-4 小时。最终结果是比 TF 工艺获得的铸件更具延展性。
• TE（时效硬化）：对于更复杂的铸件或具有精细特征的铸件，只需将铸件加热到 150-170°C 的温度 4-12 小时即可加速自然时效硬化过程。时效硬化不涉及淬火。
• 沉淀时效 - TE 条件（T5 或 T51）：这是一种人工热处理时效工艺，通常在 150-200˚C 的温度范围内进行。这种相对较低的温度稳定了铸件并提高了机械加工性。浸泡或保持时间为 2-24 小时，具体取决于铸件的合金和厚度。
• T6 回火：铝铸件首先在 538⁰C 的高温下加热约 12 小时。铸件在 66-100°C 的温度下在水或乙二醇溶液中快速淬火。铸件最后在炉中进行时效处理，将其加热至 154°C 约 3-5 小时，然后自然冷却。淬火后可以进行矫直过程以确保铸件保持笔直。 T6 回火最常用于航空航天、汽车、国防和海洋工业等结构应用中使用的铸件。 T6 使铝材更硬，在重载应力下变形更小。
• 固溶处理和稳定化 - TF7 条件（T7 或 T71）：那些可能在更高温度条件下使用的铸件有时会接受 200-250˚C 的固溶化处理和稳定化处理。这将改善铸件的机械性能并增加稳定性。由此产生的机械性能与 T6 略有不同，因为通常具有较低的拉伸强度和屈服强度。
• 应力消除和退火 - TS 条件：这些可用于消除应力或软化铸件以进行进一步的机械操作。应力消除通常在 200-250˚C 之间进行，退火在 300-400˚C 之间进行。
• 聚合物淬火：使用聚合物代替水，淬火速度较慢，对铸件的应力较小。这适用于不需要更高硬度的复杂铸件。

热处理后的铸件可以进行裂纹检测分析过程，以寻找任何缺陷。

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