铸造铝合金热处理（国标）.doc

铸造铝合金热处理（国标）1. 范围 本标准规定了铸造铝合金热处理状态、热处理设备、热处理工艺、质量控制与检验、安全卫生和环境保护要求。 本标准适用于铸造铝合金工件热处理。2. 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据该标准达成协议和各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T228 金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T 231.1 金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法 GB/T 1173 铸造铝合金 GB 5959.1 电热装置的安全 第1部分：通用要求 GB 5959.4 电热设备的安全 第四部分：对电阻炉的通用要求 GB/T 7232 金属热处理工艺术语 GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB l2348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB/T 13324 热处理设备术语 GB l5735 金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T 16839.2 热电偶 第2部分：允差 GB/T 18851.1 无损检测 渗透检测 第1部分：总则3 术语和定义 GB/T 7232、GB/T 13324确定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 冷热循环处理 Cold-Heat Circulating Treatment铸造铝合金工件通过室温以上某个温度加热保持并空冷的正温处理，室温以下某个温度冷却保持并回复至室温的负温处理加，再次室温以上某个温度加热保持并炉冷的正温处理，以提高其尺寸稳定性。4 分类4.1 铸造铝合金热处理状态代号按GB/T 1173铸造铝合金的规定，特性见表1。表1 铸造铝合金热处理状态的类别代号及特性热处理状态类别热处理状态代号特 性人工时效T1对湿砂型、金属型特别是压铸件，由于固溶冷却速度较快有部分固溶效果，人工时效可提高强度、硬度，改善切削加工性能退火T2消除铸件在铸造和加工过程中产生的应力，提高尺寸稳定性及合金的塑性固溶处理+自然时效T4通过加热、保温及快速固溶冷却实现固溶，再经过随后时效强化，以提高工件的力学性能，特别是提高工件的塑性及常温抗腐蚀性能固溶处理+不完全人工时效T5时效是在较低的温度或较短的时间下进行，进一步提高合金的强度和硬度固溶处理+完全人工时效T6时效在较高温度或较长时间下进行，可获得最高的抗拉强度，但塑性有所下降固溶处理+稳定化处理T7提高铸件组织和尺寸稳定性及合金的抗腐蚀性能，主要用于较高温度下工作的零件，稳定化温度可接近于铸件的工作温度固溶处理+软化处理T8固溶处理后采用高于稳定化处理的温度进行处理，获得高塑性和尺寸稳定性好的铸件冷热循环处理T9充分消除铸件内应力及稳定尺寸。用于高精度铸件4.2 铸件的热处理状态应在图样中注明。5 热处理设备5.1 加热设备5.1.1铸造铝合金热处理一般应采用带风扇的空气循环电阻加热炉，也可以使用燃料炉，用燃烧产生的气体或燃气辐射管加热，禁止火焰直接加热，采用设置隔热屏等措施，防止直接对工件加热。5.1.2 加热炉应采用、类炉，其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求如表2所示。5.1.3 加热炉的每个加热区至少有两支热电偶，一支接记录仪表安放在接近有效加热区，另一支接控温仪表。其中一个仪表应具有报警功能。5.1.4 每台加热炉必须定期检测有效加热区，检测周期见表3，检测方法按GB/T9452规定，其保温表2 加热炉技术要求加热炉类别有效加热区保温精度/控温精度/记录仪表指示精度(%)记录纸刻度（分辨力）/mm310.2251.50.54注：允许用该变量程的方法提高分辨力。精度应符合表2要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证。加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用。表3 加热炉有效加热区检测周期及仪表检定周期加热炉类别有效加热区检测周期仪表检定周期13665.1.5 现场使用的温度测量系统，在正常使用状态下定期做系统校验。校验时，检测热电偶与记录仪表热电偶的热端距离应靠近。校验应在加热炉处于热稳定状态下进行。系统校验允许温度偏差为1。当超过该温度偏差时，应查明原因排除或进行修正。5.2 温度控制设备5.2.1 现场检测设备的精度应高于被检测设备的精度。5.2.2 现场使用的控温和记录仪表等级应符合表2要求，检定周期按表3执行。5.2.3 现场系统校验的标准电位差计精度应不低于0.05级，分辨率不低于lmV，检定周期为6个月。5.2.4 测量室温用的水银温度计，分辨率0.l，检定周期为1年。5.2.5 热电偶应符合GB/T 16839.2的规定，现场常用的热电偶技术要求见表4。表4 现场常用的热电偶技术要求名 称分度号等级使用温度/允许偏差/检定周期/月检测镍铬- 镍硅热电偶K等标准04001.6340011000.47%t镍铬 - 镍硅K-403332.5633312000.75%t铜 - 康铜T-40+3500.1或0.75%t6-200+400.1或1.5%t镍铬 - 康铜E-408001.5或0.4%t6-40+9001.5或0.75%t注1：t为测量温度，。注2：允许按实际需要缩短检定周期。5.3 固溶冷却槽5.3.1 固溶冷却槽应尽量设在紧靠加热炉的位置，以保证加热铸件快速浸人固溶冷却槽，固溶冷却转移时间应符合表5规定。5.3.2 固溶冷却槽应有足够容量，保证固溶冷却铸件全部浸人固溶冷却介质中的同时能迅速固溶冷却。5.3.3 固溶冷却槽应设有冷却循环和搅拌装置及温度测量装置，必要时可配置加热装置，以保证冷却介质温度及其均匀性。5.3.4 固溶冷却槽应备有槽盖，固溶冷却槽中的冷却介质应根据需要定期检验更换。6 热处理工艺6.1热处理前的准备6.1.1 对加热炉、温度控制设备、固溶冷却槽等的状况进行使用前的检查，确保设备完好。6.1.2 清理铸件表面油污及脏物，保持入炉前铸件干净。6.1.3 对容易产生畸变的铸件，应配置专用的热处理工装夹具。6.1.4 检查工艺文件及工装夹具，确保齐全。6.2 装炉6.2.1 按合金牌号、铸件几何尺寸和热处理制度分类装炉。6.2.2 铸件应装在加热炉有效工作区内。6.2.3 铸件装炉时不应密集堆放，各铸件之间、框架各层之间、铸件与隔热屏之间均应留有适当的空间，以防止变形，获得满意的加热和固溶冷却效果。6.2.4 检查铸件力学性能的单铸或附铸试样，应与同熔炼炉批的铸件同炉热处理。6.3 热处理制度6.3.1 铝合金铸件固溶处理的温度应符合表5规定。表5 铸造铝合金热处理制度序号合 金牌 号合 金代 号热处理状态固溶处理时效处理温度/保温时间 /h冷却介质及温度/最长转移时间/s温度/保温时间/h冷却介质1ZAlSi7MgZL101T2-29031024空气或随炉冷却T45305402660100，水25室温24-T55305402660100，水2514515535空气T65305402660100，水2519520535空气T75305402660100，水2522023035空气T85305402660100，水2524525535空气2ZAlSi7MgAZL101AT453054061260100，水25-空气T553054061260100，水25室温再150160不少于8212空气T653054061260100，水25室温再175185不少于838空气3ZAlSi12ZL102T2-29031024空气或随炉冷却4ZAlSi9MgZL104T1-170180317空气T65305402660100，水251701808155ZAlSi5Cu1MgZL105T2-175185510空气T55205303560100，水25170180310T75205303560100，水252202303106ZAlSi5Cu1MgAZL105AT552053041260100，水2515516535空气7ZA1Si8Cu1MgZL106T1-17518535空气T551052051260100，水2514515535T651052051260100，水25170180310T751052051260100水25225235688ZAlSi7Cu4ZL107T651052081060100，水25160170610空气9ZAlSi12Cu2Mg1ZL108T1-1902101014空气9ZAlSi12Cu2Mg1ZL108T1-1902101014空气T65105203860100，水251751851016T75105203860100，水2520021061010ZA1Si12Cu1Mg1Ni1ZL109T1-200210610空气T64955054660100，水25180190101411ZAlSi15Cu6MgZL110T1-195205510空气12ZAlSi9Cu2MgZL111T6分段加热5005104660100，水2517018058空气再5305406813ZAlSi7Mg1AZL114AT55305404615516548空气T853054061060100，水2516017051014ZA1Si8MgBeZL115T45355451012室温24-T5535545101260100，水2514515535空气15ZAlSi8MgBeZL116T4530540812室温24T553054081260100，水2517018048空气16ZAlCu5MnZL201T4分段加热60100，水室温24-52553559再53554559T5分段加热60100,水2017018035空气52553559再5355455917ZAlCu5MnAZL201AT55305407960100，水2015516569空气再54055018ZAlCu4ZL203T4510520101660100，水25室温24-T5510520101560100，水2514515524空气19ZA1Cu5 MnCdAZL204AT65335431018室温60，水2017018035空气20ZAlCu5MnCdVAZL205AT55335431018室温60，水20150160810空气T65335431018室温60，水2017018046T75335431018室温60，水201851952421ZAlRE5Cu3Si2ZL207T1195205510195205510195205510空气22ZAlMg10ZL301T44254351220沸水或50100油25室温24-23ZAlMg5Si1ZL303T1-17018046空气T44204301520沸水或50100油25室温2424ZAlMg8Zn1ZL305T4分段加热25室温24-430440810沸水或50100油再4254356825ZAlZn11Si7ZL401T1-195205510空气26ZAlZn6MgZL402T1-175185810空气6.3.2 时效处理的温度及固溶和时效处理保温时间一般按表5规定。也可根据铸件的化学成分、铸造方法、铸件壁厚和力学性能要求等因素调整，一般含镁或含铜量较高或大截面的铸件，可取较长的保温时间和较低的时效温度。6.3.3 同一热处理炉次中装有不同厚度的铸件时，应按最大厚度确定加热保温时间。保温时间从加热设备工作区温度最低一只记录热电偶达到规定温度下限时开始计算。6.3.4 铸件固溶处理应在低于处理温度下进炉，其升温速度一般小于200记/h或采取阶段加热。6.3.5 固溶冷却介质，一般可采用表5中规定的水，对于形状复杂容易产生畸变和裂纹的铸件,可在沸水或热油中固溶冷却。6.3.6 为得到满意的固溶处理效果，应尽量缩短固溶冷却转移时间，要求固溶冷却前充分做好准备工作，铸件从炉门开启到完全浸入固溶冷却介质中的时间一般不超过表5的规定。6.3.7 铸件在固溶冷却介质中停留的时间，以铸件最大厚度为确定依据，但不应少于2min。6.3.8 对于尺寸精度和尺寸稳定性有较高要求的铸件可按表6规定进行冷热循环处理(T9)，具体工艺如下:a)对有较高精度要求的铸件，在固溶处理或时效处理后进行粗加工，按照表6的制度1进行冷热循环处理后再精加工。b)对于尺寸稳定性有更高要求的铸件，可将其于固溶处理或时效处理后进行粗加工，按照表6的制度1进行冷热循环处理后进行半精加工，半精加工后再按照表6的制度2进行冷热循环处理后进行精加工。表6 冷热循环处理制度制度号制度名称温度/时间/h冷却方式1正温处理13514546空冷负温处理 - 5023在空气中回复到室温正温处理13514546随炉冷却至60取出空冷2正温处理11512568空冷负温处理 -5068在空气中回复到室温正温处理11512568随炉冷却至室温6.3.9 固溶处理时因故中断加热，在短时间内不能恢复工作时，已达到固溶处理温度的铸件应进行固溶冷却;末达到固溶处理温度的铸件可以进行空冷。再次装炉热处理保温时间一般与第一次保温时间累计计算，其点保温时间可延长。6.3.10 时效处理时因故中断保温，在短时间内不能恢复工作时，应出炉空冷。再次进炉热处理的保温时间可与中断前的保温时间累计计算，其有效保温时间应等于或稍长于原来规定的保温时间。6.3.11 铸造铝合金热处理后的力学性能见附录A。6.4 重复热处理6.4.1 当铸件热处理后力学性能不合格时，可进行重复热处理，重复热处理的保温时间可酌情减少，固溶处理重复次数一般不超过二次，时效处理重复次数不受限制。6.4.2 固溶处理为分段加热的铸件，在重复热处理时，固溶处理已加热温度可以不采用分段加热工艺。7 质量控制与检验7.1 质量控制7.1.1 人员要求 热处理操作人员、仪表员、检验员应按规定进行培训，经过考核取得合格证后方可上岗。7.1.2 热处理过程控制7.1.2.1 待处理件控制确认铸件热处理前的所有工序全部按工艺文件的要求进行完毕。7.1.2.2 设备控制设备应根据本标准有关要求进行检查确认，并应有合格标识。7.1.2.3 工艺过程控制工艺过程按本标准有关要求检查确认，加热温度