大型铝铸件热处理变形如何防治？

大型铝铸件在进行热处理工艺时，很容易造成铝铸件变形，对后续工序的影响是至关重要的，实际生产过程中，因变形过大而导致报废的数量不少。为减小和控制热处理造成大型铝铸件变形，青岛景顺诚大型铝铸件铸造厂家建议，可通过优化热处理工艺参数，采取增加等温阶段、控制升温速度和零件的入炉温度、提高淬火水温等工艺措施，来减小其热处理变形。

一、加热过程控制

大型铝铸件在加热升温过程中表面升温快，心部升温慢，表面和心部存在温差即存在热应力。加热速度越快，零件壁厚越大，温差就越大，所产生的热应力也就越大。零件加热时的升温曲线如下图所示。

通过上图可以发现，通过降低加热速度减小热应力，能够有效减小大型铝铸件的加热变形。

对一般尺寸小、形状简单的零件，加热速度对铝铸件变形的影响不大，工艺上可以直接升温到规定的加热温度，加热速度由设备的加热能力确定。但对于大型铝铸件，尺寸大，形状复杂，壁厚差大，加热速度对零件变形的影响作用就十分突出。

为了减小加热时大型铝铸件产生的热应力。就必须对固溶处理的加热过程进行控制,工艺上采取以下措施：

1、增加等温阶段      

通过增加等温阶段，能够有效减小加热过程中大型铝铸件表面和心部的温差，从而有利于减小变形。对ZL111，在到达固溶温度以前，分别在490℃、500℃进行等温；ZL305在原有435℃等温基础上，增加了300℃、470℃两个等温阶段。

2、控制升温速度      

采用较低的升温速度对减小加热时大型铝铸件的变形无疑是有益的，原工艺方案受设备限制，不能根据工艺需要对升温速度进行调节控制。新的铝合金固溶炉可以按工艺需要设定每一阶段的加热升温速度，在低温阶段，升温速度可以大一些，高温阶段，升温速度就应该小一点。工艺改进后,低温阶段升温速度控制在150～200℃h，高温阶段升温速度控制在20～70℃h。

3、控制零件的入炉温度      

在连续生产时，铝合金固溶炉如果在一炉零件淬火后，下一炉零件又马上进炉，此时炉内的温度实际上还是很高的(通常在400℃左右)，显然这对控制大型铝铸件加热速度不利。有必要在工艺上明确规定零件的入炉温度，大型铝铸件必须在炉温降到规定温度以下后才能进炉。

二、冷却过程控制

铸造铝合金固溶处理淬火冷却时，冷却速度越快，产生的热应力越大，大型铝铸件变形也越大。在保证冷却过程中不析出第二相的前提下，降低冷却速度,能有效地减小零件变形。铸造铝合金固溶处理通常都采用水作为冷却介质，而水的冷却能力受其温度的影响很大。

如上图所示是温度对水的冷却性能的影响，随着水温的升高，其冷却能力急剧下降。通常工艺上对水温的规定是60～100℃，温度范围比较大，实际操作中对水温的控制要求并不严格。对于大型铝铸件，变形要求高，工艺上必须考虑水温对冷却速度的影响并严格加以控制。在保证冷却效果的前提下，应提高水温，降低淬火冷却速度，减小零件冷却变形。

防治大型铝铸件的热处理变形，可通过优化热处理工艺参数，采取增加等温阶段、控制升温速度和零件的入炉温度、提高淬火水温等工艺措施、改善零件装夹摆放方式以及使用校正等手段。

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