铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金零件尺寸稳定化工艺,特别涉及一种能够在同一设备里面实现的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺。
【背景技术】
[0002]铝合金具有密度小、强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列优点,在航空、航天、船舶、核工业及兵器工业都有着广泛的应用前景及不可替代的地位,因而铝合金技术被列为国防科技关键技术及重点发展的基础技术。然而,在实际加工生产中,特别是在航空航天、汽车工业以及兵器工业等精密加工领域,随着其精度要求的日益提高,对铝合金精密零件的尺寸稳定性要求越来越高,尤其是在机加工后,尺寸精度的变化难以达到技术要求;或经机械加工后放置一定时间,装配时发现尺寸超差等,从而给产品装配带来一定的影响,甚至引起部分零件的报废。尺寸稳定性问题是精密铝合金零件使用过程中普遍存在的一个问题。
[0003]所谓尺寸稳定性问题是指材料在热处理与加工完毕后,在工作环境条件下不受外力作用或在低于弹性极限的应力作用下抵抗永久变形的能力,以及在加工过程中保持尺寸不变的能力。目前大部分铝合金零件尺寸稳定化的解决方法是在加工过程中辅以时效处理和多次基准校正等工序,一个零件需要多次基准校正,这样做耗时费资,且产品制造周期较长,产品质量不稳定,对于航空航天及军工企业来说,铝合金零件的尺寸稳定性问题已成为制约生产的瓶颈。
[0004]随着低温技术不断发展,获得较低的温度更加容易,同时,深冷处理技术在国内也不断的发展,通过研究和实际应用发现,将深冷(_100°C以下)处理与低温回火(250°C以下)处理相结合并反复循环多次对铝合金零件进行处理,能够有效改善铝合金零件的尺寸稳定性。
【发明内容】
[0005]
本发明目的是提供一种加工方便、尺寸稳定性好、加工效率高的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化工艺,该工艺的执行采用带有回火功能的深冷处理设备进行,执行过程中将零件从室温缓慢冷却至一定温度后保温一段时间,然后以一定的速率升温至所需的回火温度并保温一定时间,如此循环1?3次,通过该处理降低零件内部的宏观残余应力、稳定材料组织,从而改善铝合金零件尺寸稳定性。
[0006]本发明是这样实现的:铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:1)将粗加工后的铝合金零件以1?5°c /min的速率降温至-80?120°C,保温l-3h ;2)继续以1?5°C /min的速率降至-120?_160°C,保温1?3h ;3)继续以1?5°C /min的速率降至-196°C,再采用液氮浸泡10?36h ;4)保温结束后以1?5°C /min的速率升温至-120?-160°C,保温l_3h ;5)、继续以以1?5°C /min的速率升温至-80?120°C,保温l_3h ;6)、继续以1?5°C /min的速率升温至室温,保温l_3h ;7)、再继续以1?5°C /min的速率升温至100?180°C,保温2?6h,保温结束后随炉降温至室温;5)然后再按照步骤1)?步骤7)循环1?2次。
[0007]所述步骤1)中将粗加工后的铝合金零件以3°C /min的速率降温至-80?120°C,保温2h。
[0008]所述步骤2)继续以3°C /min的速率降温至-120?_160°C,保温2h。
[0009]所述步骤3)继续以3°C /min的速率降温至_196°C,保温2h。
[0010]所述步骤4)保温结束后以3°C /min的速率升温至-120?_160°C,保温2h。
[0011]所述步骤5)继续以以3°C /min的速率升温至-80?120°C,保温2h。
[0012]所述步骤6)继续以以3°C /min的速率升温至室温,保温2h。
[0013]所述步骤7)再继续以3°C /min的速率升温至100?180 °C,保温4h。
[0014]所述铝合金零件的温度降温至_196°C,采用液氮浸泡14?32h浸泡处理;所述铝合金零件的温度升温至140°C,保温时间为4h ;保温结束后零件随炉降温至室温后开始第二次循环处理。
[0015]所述的冷热循环次数为1-3次。
[0016]本发明加工方便、加工效率高、有效降低了零件内部的宏观残余应力、稳定材料组织,从而提高了铝合金零件尺寸稳定性。
【附图说明】
[0017]图1为本发明工艺示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明:
铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:1)将粗加工后的铝合金零件以1?5°C /min的速率降温至-80?120°C,保温l_3h ;2)继续以1?5°C /min的速率降至-120?_160°C,保温1?3h ;3)继续以1?5°C /min的速率降至-196°C,再采用液氮浸泡10?36h ;4)保温结束后以1?5°C /min的速率升温至-120?_160°C,保温l-3h ;5)、继续以以1?5°C /min的速率升温至-80?120°C,保温l_3h ;6)、继续以1?5°C /min的速率升温至室温,保温l_3h ;7)、再继续以1?5°C /min的速率升温至100?180°C,保温2?6h,保温结束后随炉降温至室温;5)然后再按照步骤1)?步骤7)循环1?2次。所述步骤1)中将粗加工后的铝合金零件以3°C /min的速率降温至-80?120°C,保温2h。所述步骤2)继续以3°C /min的速率降温至-120?_160°C,保温2h。所述步骤3)继续以3°C /min的速率降温至_196°C,保温2h。所述步骤4)保温结束后以3°C /min的速率升温至-120?-160°C,保温2h。所述步骤5)继续以以3°C /min的速率升温至-80?120°C,保温2h。所述步骤6)继续以以3°C /min的速率升温至室温,保温2h。所述步骤7)再继续以3°C /min的速率升温至100?180°C,保温4h。所述铝合金零件的温度降温至_196°C,采用液氮浸泡14?32h浸泡处理;所述铝合金零件的温度升温至140°C,保温时间为4h ;保温结束后零件随炉降温至室温后开始第二次循环处理。所述的冷热循环次数为1_3 次。
[0019]具体实施时,将若干个粗加工以后的铝合金零件放入带有回火功能的深冷处理设备,以1?5°C /min的速率降温至液氮温度(_196°C ),为了减小冷冲击,降温过程采用阶梯式进行,即从室温降至-80?120°C,保温l_3h ;保温结束后继续降温至-120?_160°C,保温1?3h ;保温结束后直接降至_196°C,此时设备停止运行,并将液氮直接通入深冷处理箱中进行浸泡,浸泡时间10?36h。浸泡结束后,启动深冷处理设备,并采用设备控制,以1?5°C /min的速率进行升温,同样采用阶梯式升温,并按照降温过程一样的阶梯进行升温,升温至100?180°C,保温2?6h,保温结束后炉冷至室温,为一次循环。根据铝合金零件结构分析变形情况,确定循环处理次数,对结构复杂,易造成较为严重变形的零件采用2?3次循环处理。经本发明处理过的铝合金零件,精加工后尺寸稳定,不易变形。
[0020]本发明采用带有回火功能的深冷处理设备进行,设备内可堆放若干个铝合金零件,并能实现工艺参数控制,处理过程中不需要对零件进行转移、挪动等,充分避免了冷热循环处理过程中外界因素的影响。本发明操作方便、无环境污染、处理效率高、处理效果好,有效提高了铝合金零件的尺寸稳定性,从而有效解决铝合金零件在生产加工过程中的变形问题,使产品质量提高了一个新台阶。
【主权项】
1.铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于:包括如下步骤:1)将粗加工后的铝合金零件以1?5°C /min的速率降温至-80?120°C,保温l_3h ;2)继续以1?5°C /min的速率降至-120?_160°C,保温1?3h ;3)继续以1?5°C /min的速率降至-196°C,再采用液氮浸泡10?36h ;4)保温结束后以1?5°C /min的速率升温至-120?-160°C,保温l_3h ;5)、继续以以1?5°C /min的速率升温至-80?120°C,保温l-3h ;6)、继续以1?5°C /min的速率升温至室温,保温l_3h ;7)、再继续以1?5°C /min的速率升温至100?180°C,保温2?6h,保温结束后随炉降温至室温;5)然后再按照步骤1)?步骤7)循环1?2次。2.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤1)中将粗加工后的铝合金零件以3°C /min的速率降温至-80?120°C,保温2h。3.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤2)继续以3°C /min的速率降温至-120?_160°C,保温2h。4.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤3)继续以3°C /min的速率降温至_196°C,保温2h。5.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤4)保温结束后以3°C /min的速率升温至-120?_160°C,保温2h。6.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤5)继续以以3°C /min的速率升温至-80?120°C,保温2h。7.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤6)继续以以3°C /min的速率升温至室温,保温2h。8.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于: 所述步骤7)再继续以3°C /min的速率升温至100?180°C,保温4h。9.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于:所述铝合金零件的温度降温至-196°C,采用液氮浸泡14?32h浸泡处理;所述铝合金零件的温度升温至140°C,保温时间为4h ;保温结束后零件随炉降温至室温后开始第二次循环处理。10.根据权利要求1所述的铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,其特征在于:所述的冷热循环次数为1-3次。
【专利摘要】铝合金零件冷热循环尺寸稳定化处理工艺,包括如下步骤:1)将粗加工后的铝合金零件以1~5℃/min的速率降温至-80~120℃,保温1-3h;2)继续以1~5℃/min的速率降至-120~-160℃,保温1~3h;3)继续以1~5℃/min的速率降至-196℃,再采用液氮浸泡10~36h;4)浸泡结束后以1~5℃/min的阶梯速率升温至100~180℃,保温2~6h,保温结束后随炉降温至室温;5)然后再按照步骤1)~步骤7)循环1~2次。本发明加工方便、加工效率高、有效降低了零件内部的宏观残余应力、稳定材料组织,从而提高了铝合金零件尺寸稳定性。
【IPC分类】C22F1/04
【公开号】CN105369169
【申请号】CN201510904474
【发明人】顾开选, 季玉平, 郭嘉, 王俊杰
【申请人】中科光源深冷科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月9日