| 专利名称： | Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的时效处理工艺 | ||
| 专利名称(英文)： | Al-9Si -0.35 mg -0.8 cu the aging treatment process | ||
| 专利号： | CN201610128057.9 | 申请时间： | 20160308 |
| 公开号： | CN105603338A | 公开时间： | 20160525 |
| 申请人： | 北京工业大学 | ||
| 申请地址： | 100124 北京市朝阳区平乐园100号 | ||
| 发明人： | 李伯龙; 官刘毅; 亓鹏; 王同波; 李颖超; 聂祚仁 | ||
| 分类号： | C22F1/043 | 主分类号： | C22F1/043 |
| 代理机构： | 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 | 代理人： | 张慧 |
| 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。 | ||
| 摘要(英文)： | Al-9Si -0.35 mg -0.8 cu process for the aging treatment, belongs to the technical field of metal alloy. This invention is through the Al-9Si -0.35 mg -0.8 cu alloy heating temperature is 750-760°C, by degassing, after the stirring operation, the metal mold casting method for preparing the automotive engine mount. The casting 540 °C/6h + the water quench is solid dissolving processing, the 145 °C -190 ° C aging heat treatment at a temperature of 8h and 160 °C aging heat treatment under 0-20h, improve the alloy strength. Alloy in 160 °C aging treatment 7h is in the fully the limitation state, the highest intensity can be achieved. This invention has offered a kind of containing cu Al-Si-Mg alloy in the aging treatment system, and illustrates the feasibility of such a system. | ||
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Al、工业纯Mg、Al-20Si和Al-50Cu中间合 金加入到中频感应炉中熔化，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℃/6h+水淬固溶处理后，在温度145℃～190℃时效热 处理8h或在160℃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℃/6h+水淬固溶处理，再于温度160℃下时效热处理7h。
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Al、工业纯Mg、Al-20Si和Al-50Cu中间合 金加入到中频感应炉中熔化，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℃/6h+水淬固溶处理后，在温度145℃～190℃时效热 处理8h或在160℃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℃/6h+水淬固溶处理，再于温度160℃下时效热处理7h。
翻译：技术领域
本发明属于金属合金技术领域，具体涉及Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的时效处理 工艺。
背景技术
文献查阅结果表明，目前微合金化是铝合金强化的一个重要手段，金属元素Cu对 铝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Mg2Si相会因 Cu元素的添加而逐步变为Q(Al5Cu2Mg8Si6)四元相，并且Cu含量达到一定值时，组织中将出 现θ(Al2Cu)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 素在高温和室温之间的固溶度差较大，因此可以通过淬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％Cu的Al-9Si-0.35Mg铝硅镁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
本发明的目的在于提供一种Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu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温度及时效时间。
本发明所提供的Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的时效处理工艺，包括以下步骤：
1)制备Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu铸件：将工业纯Al、工业纯Mg、Al-20Si和Al-50Cu中 间合金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为750～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用 金属型铸造法制备合金成分为Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu的铸件(如汽车发动机支架铸件)；
2)将步骤1)中制得铸件进行540℃/6h+水淬固溶处理后，在温度145℃～190℃时 效处理8h或在160℃时效处理0～24h。
其中，固溶处理水淬后的合金在160℃进行时间为7h的时效热处理可达到最高强 度。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu经540℃/6h+水淬固溶处理后经不同时效处 理的合金的性能的变化趋势：随着时效温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℃进行时间为7h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Cu的Al-Si-Mg合金时效热处理设计的有效依据。
附图说明
图1、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金在不同温度下时效8h的硬化曲线；
图2、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金在160℃时效处理不同时间的硬化曲线；
图3、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金铸件室温力学性能曲线；
图4、Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金铸件在160℃时效处理7h的室温力学性能曲线。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明并不限于以下实 施例。
实施例1
金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 145℃时效处理8h。
实施例2
金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 160℃时效处理8h。
实施例3
金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 175℃时效处理8h。
实施例4
金属型铸造获得的汽车发动机支架铸件，然后经540℃/6h固溶处理+水淬后，于 190℃时效处理8h。
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中可以看出，随着时效温 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温度160℃下，达到了硬度 峰值127HV。
表1不同温度下时效8h后Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的力学性能
时效温度(℃) 145 160 175 190 显微硬度(HV) 119 130 121 118
实施例5
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理1h。
实施例6
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理2h。
实施例7
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理3h。
实施例8
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理4h。
实施例9
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理5h。
实施例10
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理6h。
实施例11
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理7h。
实施例12
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理8h。
实施例13
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理9h。
实施例14
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理10h。
实施例15
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理11h。
实施例16
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理12h。
实施例17
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理13h。
实施例18
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理14h。
实施例19
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理15h。
实施例20
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理16h。
实施例21
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理17h。
实施例22
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理18h。
实施例23
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理19h。
实施例24
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℃/6h固溶处理+水淬 后，于160℃时效热处理20h。
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中可以看出，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℃下，时效热处理7h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中可以看出，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。
表2160℃下时效不同时间后Al-9Si-0.35Mg-0.8Cu合金的力学性能
。
