一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱處理工藝，具體涉及一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，屬于機械加工技術領域。
【背景技術】
[0002]在機械加工中，薄壁鋁合金零件的加工較為常見。然而，薄壁鋁合金零件加工時存在較多困難，主要表現為:高溫下組織易產生裂變，在高溫、高壓下，切削時易產生黏刀現象，形成積肩瘤；切削加工時易變形，影響零件的尺寸公差及幾何公差；切削后殘余應力大，造成尺寸及形位公差超差，使零件報廢；尺寸穩定性差，零件在環境溫度變化下，材料留存的殘余應力將會釋放出來，造成零件變形，極大地影響了零件的加工精度和使用可靠性。
[0003]目前，在薄壁鋁合金零件的加工中，單純采用機械加工的方法難以消除加工應力，因此需用熱處理工藝來消除零件的應力變形。然而，常規的熱處理工藝，由于在熱處理工序安排、熱處理條件選定、熱處理次數規定等方面存在諸多不合理之處，往往難以達到消除零件加工變形，穩定加工尺寸的目的，不能使零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。
【發明內容】
[0004]針對上述需求，本發明提供了一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，該熱處理工藝有效解決了薄壁鋁合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。
[0005]本發明是一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，所述的熱處理工藝包括如下步驟:a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，b)零件粗加工后時效熱處理，c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，d)零件精加工后正負溫循環熱處理。
[0006]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟a)中，零件加工前固溶和時效高溫熱處理條件為:熱處理溫度460?480°C，熱處理時間80?lOOmin。
[0007]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟b)中，零件粗加工后時效熱處理條件為:熱處理溫度170?190°C，熱處理時間6?8h。
[0008]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟c)中，零件半精加工后再結晶時效熱處理條件為:熱處理溫度150?170°C，熱處理時間4?6h。
[0009]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟d)中，零件精加工后正負溫循環熱處理包括連續三次同樣條件下的正溫熱處理和負溫熱處理。
[0010]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟d)中，正溫熱處理條件為:熱處理溫度150?170°C，熱處理時間2?4h。
[0011]在本發明一較佳實施例中，所述的步驟d)中，負溫熱處理條件為:熱處理溫度-185?-195°C，熱處理時間1?3h。
[0012]本發明揭示了一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，該熱處理工藝有效解決了薄壁鋁合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
圖1是本發明實施例薄壁鋁合金零件熱處理工藝的工序步驟圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0015]圖1是本發明實施例薄壁鋁合金零件熱處理工藝的工序步驟圖；該熱處理工藝包括如下步驟:a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，b)零件粗加工后時效熱處理，c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，d)零件精加工后正負溫循環熱處理。
[0016]實施例1
具體處理方法如下:
a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，采用460°C，lOOmin的固溶+時效熱處理，通過不連續再結晶造成細晶粒，并改變晶粒形貌和組成相質分布，達到改善短橫向的塑性和韌性的目的，從而改善鋁合金零件材料組織的切削加工性能。
[0017]b)零件粗加工后時效熱處理，由于在零件粗加工階段的加工余量大，刀具磨損快，此時零件的加工應力最大，組織不穩定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，進行第2次170°C，8h的時效熱處理，以消除加工應力，增加刀具的使用壽命，提高零件表面加工質量。
[0018]c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，半精加工后進行第3次150°C，6h的再結晶時效熱處理，進一步消除零件的加工應力，保證加工零件內部應力得到完全釋放，從而獲得好的工藝性，穩定加工尺寸。
[0019]d)零件精加工后正負溫循環熱處理，零件精加工完成后，內、外形尺寸公差及幾何公差均達到技術要求，但為了穩定精加工后的完工尺寸，連續進行三次正、負溫循環熱處理。首先，采用加熱設備對零件進行150°C，4h的正溫熱處理，再將零件取出快速冷卻，然后采用負溫處理設備對冷卻后的零件進行_185°C，3h的負溫熱處理，之后將零件快速取出，裝入正溫熱處理用的加熱設備，并再次進行相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理，隨后進行第三次相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理。
[0020]實施例2 具體處理方法如下:
a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，采用470°C，90min的固溶+時效熱處理，通過不連續再結晶造成細晶粒，并改變晶粒形貌和組成相質分布，達到改善短橫向的塑性和韌性的目的，從而改善鋁合金零件材料組織的切削加工性能。
[0021]b)零件粗加工后時效熱處理，由于在零件粗加工階段的加工余量大，刀具磨損快，此時零件的加工應力最大，組織不穩定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，進行第2次180°C，7h的時效熱處理，以消除加工應力，增加刀具的使用壽命，提高零件表面加工質量。
[0022]c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，半精加工后進行第3次160°C，5h的再結晶時效熱處理，進一步消除零件的加工應力，保證加工零件內部應力得到完全釋放，從而獲得好的工藝性，穩定加工尺寸。
[0023]d)零件精加工后正負溫循環熱處理，零件精加工完成后，內、外形尺寸公差及幾何公差均達到技術要求，但為了穩定精加工后的完工尺寸，連續進行三次正、負溫循環熱處理。首先，采用加熱設備對零件進行160°C，3h的正溫熱處理，再將零件取出快速冷卻，然后采用負溫處理設備對冷卻后的零件進行_190°C，2h的負溫熱處理，之后將零件快速取出，裝入正溫熱處理用的加熱設備，并再次進行相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理，隨后進行第三次相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理。
[0024]實施例3 具體處理方法如下:
a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，采用480°C，80min的固溶+時效熱處理，通過不連續再結晶造成細晶粒，并改變晶粒形貌和組成相質分布，達到改善短橫向的塑性和韌性的目的，從而改善鋁合金零件材料組織的切削加工性能。
[0025]b)零件粗加工后時效熱處理，由于在零件粗加工階段的加工余量大，刀具磨損快，此時零件的加工應力最大，組織不穩定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，進行第2次190°C，6h的時效熱處理，以消除加工應力，增加刀具的使用壽命，提高零件表面加工質量。
[0026]c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，半精加工后進行第3次170°C，4h的再結晶時效熱處理，進一步消除零件的加工應力，保證加工零件內部應力得到完全釋放，從而獲得好的工藝性，穩定加工尺寸。
[0027]d)零件精加工后正負溫循環熱處理，零件精加工完成后，內、外形尺寸公差及幾何公差均達到技術要求，但為了穩定精加工后的完工尺寸，連續進行三次正、負溫循環熱處理。首先，采用加熱設備對零件進行170°C，2h的正溫熱處理，再將零件取出快速冷卻，然后采用負溫處理設備對冷卻后的零件進行_195°C，lh的負溫熱處理，之后將零件快速取出，裝入正溫熱處理用的加熱設備，并再次進行相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理，隨后進行第三次相同條件下的正溫熱處理、負溫熱處理。
[0028]本發明揭示了一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，該熱處理工藝有效解決了薄壁鋁合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。
[0029]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的熱處理工藝包括如下步驟:a)零件加工前固溶和時效高溫熱處理，b)零件粗加工后時效熱處理，c)零件半精加工后再結晶時效熱處理，d)零件精加工后正負溫循環熱處理。2.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟a)中，零件加工前固溶和時效高溫熱處理條件為:熱處理溫度460?480°C，熱處理時間80?lOOmin。3.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟b)中，零件粗加工后時效熱處理條件為:熱處理溫度170?190°C，熱處理時間6?8h。4.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟c)中，零件半精加工后再結晶時效熱處理條件為:熱處理溫度150?170°C，熱處理時間4?6h05.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟d)中，零件精加工后正負溫循環熱處理包括連續三次同樣條件下的正溫熱處理和負溫熱處理。6.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟d)中，正溫熱處理條件為:熱處理溫度150?170°C，熱處理時間2?4h。7.根據權利要求1所述的薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，其特征在于，所述的步驟d)中，負溫熱處理條件為:熱處理溫度-185?-195°C，熱處理時間1?3h。
【專利摘要】本發明提供了一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，所述的熱處理工藝包括如下步驟：a）零件加工前固溶和時效高溫熱處理，b）零件粗加工后時效熱處理，c）零件半精加工后再結晶時效熱處理，d）零件精加工后正負溫循環熱處理。本發明揭示了一種薄壁鋁合金零件的熱處理工藝，該熱處理工藝有效解決了薄壁鋁合金零件切削加工的應力變形問題，不僅穩定了加工尺寸，而且保證了零件尺寸公差及幾何公差達到技術要求。
【IPC分類】C22F1/04
【公開號】CN105385969
【申請號】CN201510977014
【發明人】顧建青
【申請人】常熟市淼泉壓縮機配件有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月23日