Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的时效处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属合金技术领域，具体设及Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的时效处理 工艺。
【背景技术】
[0002] 文献查阅结果表明，目前微合金化是侣合金强化的一个重要手段，金属元素 Cu对 侣合金的力学性能的提高具有显著的作用，但是在铸态下Al-Si-Mg合金中的MgsSi相会因 Cu元素的添加而逐步变为Q(AlsCusMgsSis)四元相，并且Cu含量达到一定值时，组织中将出 现目(AhCu)相。随着Cu的加入，形成粗大的第二相，使铸件的力学性能变坏。但是由于Cu元 素在高溫和室溫之间的固溶度差较大，因此可W通过泽火得到过饱和固溶体，经时效处理 出现弥散的第二相，提高铸件的力学性能，满足使用要求。关于Al-Si合金的热处理制度的 报道很多，但含0.8%化的Al-9Si-0.35Mg侣娃儀铜合金在时效处理后力学性能的变化等方 面的研究未见报道。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种Al-9Si-0.35Mg-0.8化合金固溶处理后时效热处理工 艺，即合金获得最高强度的时效溫度及时效时间。
[0004] 本发明所提供的Al-9Si-0.35Mg-0.8化合金的时效处理工艺，包括W下步骤：
[000引 1)制备 Al-9Si-0.35Mg-0. SCu 铸件:将工业纯 Al、工业纯 Mg、Al-20Si 和 A1-50CU 中 间合金加入到中频感应炉中烙化，加热溫度为750~760°C，烙体经除气、揽拌操作后，采用 金属型铸造法制备合金成分为Al-9Si-0.35Mg-0.8化的铸件(如汽车发动机支架铸件）；
[0006] 2)将步骤1)中制得铸件进行540°C/6h+水泽固溶处理后，在溫度145°C~190°C时 效处理化或在160°C时效处理0~2地。
[0007] 其中，固溶处理水泽后的合金在160°C进行时间为化的时效热处理可达到最高强 度。
[0008] 本发明具有W下有益效果：
[0009] 本发明提供了 Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu经540°C/6h+水泽固溶处理后经不同时效处 理的合金的性能的变化趋势：随着时效溫度的升高或时效时间的延长，合金的显微硬度总 体呈现先升高后降低，并且在160°C进行时间为化的时效热处理可达到硬度峰值，由此可见 该制度可作为今后添加化的Al-Si-Mg合金时效热处理设计的有效依据。
【附图说明】
[0010] 图1、Al-9Si-0.35Mg-0. SCu合金在不同溫度下时效化的硬化曲线；
[0011] 图2、41-951-0.351邑-0.8〇1合金在160°(：时效处理不同时间的硬化曲线；
[0012] 图3、Al-9Si-0.35Mg-0. SCu合金铸件室溫力学性能曲线；
[001引图4、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金铸件在160°C时效处理化的室溫力学性能曲线。
【具体实施方式】
[0014] W下结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步描述，但本发明并不限于W下实 施例。
[001引实施例1
[0016] 金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/加固溶处理+水泽后，于 145°C时效处理化。
[0017] 实施例2
[0018] 金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/加固溶处理+水泽后，于 160°C时效处理化。
[0019] 实施例3
[0020] 金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/加固溶处理+水泽后，于 175°C时效处理化。
[0021 ] 实施例4
[0022] 金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/加固溶处理+水泽后，于 190°C时效处理化。
[0023] 取实施例1、2、3和4中时效热处理过的合金在HXD-1000TM/LCD数显硬度计上测试 试样的力学性能，如表1所示，时效硬度变化曲线如图1所示。从图1中可W看出，随着时效溫 度的升高，合金的硬度值是先增加后降低。显微硬度值显示时效溫度160°C下，达到了硬度 峰值127HV。
[0024] 表1不同溫度下时效化后Al-9Si-0.35Mg-0. SCu合金的力学性能
[0027] 实施例5
[0028] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理化。
[0029] 实施例6
[0030] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理化。
[0031 ] 实施例7
[0032] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理化。
[0033] 实施例8
[0034] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理地。
[0035] 实施例9
[0036] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理化。
[0037] 实施例10
[0038] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理化。
[0039] 实施例11
[0040] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理化。
[0041 ] 实施例12
[0042] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理化。
[0043] 实施例13
[0044] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理化。
[004引 实施例14
[0046] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160 °C时效热处理IOh。
[0047] 实施例15
[0048] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理1化。
[0049] 实施例16
[0050] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理12h。
[0051 ] 实施例17
[0052] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理13h。
[0053] 实施例18
[0054] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理14h。
[005引 实施例19
[0056] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理15h。
[0057] 实施例20
[0058] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理16h。
[0059] 实施例21
[0060] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理17h。
[0061] 实施例22
[0062] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理18h。
[0063] 实施例23
[0064] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理19h。
[006引 实施例24
[0066] 将实施例1步骤1)中获得的汽车发动机支架铸件，然后经540°C/6h固溶处理+水泽 后，于160°C时效热处理20h。
[0067] 步骤1的铸件和5~24中制备的合金在HXD-1000TM/LCD数显硬度计上测试力学性 能，如表2所示。从图2中可W看出，随着时效时间的延长，合金的显微硬度是先增加后降低， 而在160°C下，时效热处理化时，可达到完全时效的状态，此时时效硬度达到峰值137HV。从 图3和图4中可W看出，抗拉强度由铸态的220MPa提高的313MPa，达到了使用工况的力学性 能要求。
[〇〇6引表2 160°C下时效不同时间后Al-9Si-0.35Mg-0.8化合金的力学性能
【主权项】
1. 一种Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的固溶时效处理工艺，其特征在于，包括以下步骤： 1) 制备Al-9Si-0 · 35Mg-0 · 8Cu铸件:将工业纯A1、工业纯Mg、Al-20Si和A1-50CU中间合 金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为750~760°C，熔体经除气、搅拌操作后，采用金属 型铸造法制备合金成分为Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的铸件； 2) 将步骤1)中制得铸件进行540 °C /6h+水淬固溶处理后，在温度145 °C~190 °C时效热 处理8h或在160°C时效处理0~24h。2. 根据权利要求1所述的时效处理工艺，其特征在于，当完成步骤1)之后，在步骤2)中 将铸件进行540 °C /6h+水淬固溶处理，再于温度160 °C下时效热处理7h。
【专利摘要】Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的时效处理工艺,属于金属合金技术领域。本发明是通过将Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金加热温度为750～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用金属型铸造法制备出汽车发动机支架。将铸件进行540℃/6h+水淬固溶处理，再于145℃～190℃时效热处理8h以及在温度160℃下时效热处理0～20h，提高合金强度。合金在160℃时效处理7h处于完全时效状态，可达到最高强度。本发明提供了一种含Cu的Al-Si-Mg合金在时效处理制度，并以实例说明了这种制度的可行性。
【IPC分类】C22F1/043
【公开号】CN105603338
【申请号】CN201610128057
【发明人】李伯龙, 官刘毅, 亓鹏, 王同波, 李颖超, 聂祚仁
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月8日