專利名稱：一種改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金擠壓電機(jī)殼體的制造方法，尤其涉及一種改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法。
背景技術(shù)：
由擠壓方法獲得電機(jī)殼體多采用中等強(qiáng)度6063型鋁合金，并通過擠壓殼體內(nèi)腔液壓脹形裝置實(shí)現(xiàn)二次塑性成形，與此同時(shí)修正在擠壓狀態(tài)形成的內(nèi)徑及形位尺寸偏差， 包括同軸度、圓柱度等。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01120224727. X，名稱為“電機(jī)殼體內(nèi)腔二次塑性成形的液壓脹管裝置”中，公開了一種電機(jī)殼體內(nèi)腔二次塑性成形的液壓脹管裝置以及采用6063鋁合金電機(jī)殼體擠壓型材制作電機(jī)殼體的加工方法。應(yīng)用該裝置及其同步發(fā)生的鋁合金擠壓構(gòu)件內(nèi)腔二次塑性成形過程，可同時(shí)修正內(nèi)孔同軸度及圓柱度，以及基礎(chǔ)內(nèi)徑尺寸控制范圍。其不足是它忽視了擠壓殼體作為厚壁擠壓型材在線淬火快速冷卻時(shí)，可從內(nèi)壁到表面形成溫度梯度而產(chǎn)生殘余應(yīng)力，以及脹管裝置在二次液壓塑性形成過程中弓I入的內(nèi)應(yīng)力；這些殘余應(yīng)力以及合金材料在自然時(shí)效狀態(tài)進(jìn)一步沉淀(脫溶)是造成內(nèi)徑尺寸變化的潛在原因。目前實(shí)施的熱處理工藝是將經(jīng)歷擠壓在線固溶淬火的鋁合金電機(jī)殼體型材，在線鋸切后置于室溫停放；爾后應(yīng)用液壓脹管成形裝置實(shí)施二次內(nèi)孔液壓塑性脹形；對(duì)脹管后擠壓殼體進(jìn)行人工時(shí)效處理；將時(shí)效處理后擠壓的電機(jī)殼體，通過數(shù)控加工工序完成殼體兩端面鉆孔、攻絲及內(nèi)徑車削加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)鋁合金電機(jī)殼體加工和使用過程中尺寸穩(wěn)定性問題，提供一種新型熱處理工藝方法，在保持合金強(qiáng)度不降低基礎(chǔ)上，控制殼體尺寸變化且穩(wěn)定化。本發(fā)明的技術(shù)方案是從控制鋁合金電機(jī)殼體型材擠壓在線固溶淬火工藝出發(fā)， 通過殼體內(nèi)腔二次塑性成形過程，材料將引入2-3%塑性應(yīng)變及其內(nèi)應(yīng)力，且因此形成在室溫下不穩(wěn)定的T3狀態(tài)；將二次塑性成形后鋁合金殼體實(shí)行沉淀熱處理，并通過“過時(shí)效”處理獲得穩(wěn)定化的T7狀態(tài)，以提高二次塑性成形后殼體內(nèi)徑尺寸穩(wěn)定性；經(jīng)時(shí)效處理的鋁合金殼體在數(shù)控加工工序完成內(nèi)徑尺寸車削加工后，再進(jìn)行旨在消除內(nèi)應(yīng)力及脫溶的附加熱處理，以使殼體內(nèi)徑尺寸保持在預(yù)期加工精度并獲得最大穩(wěn)定性。本發(fā)明改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，該工藝方法包括步驟
A6063鋁合金電機(jī)殼體型材擠壓在線固溶/淬火處理； B對(duì)殼體內(nèi)腔二次塑性成形后，對(duì)殼體進(jìn)行沉淀熱處理/過時(shí)效處理； C機(jī)械加工出符合要求的電機(jī)殼體；
D消除機(jī)械加工殘余應(yīng)力及進(jìn)一步脫溶的低溫穩(wěn)定化熱處理。
所述步驟A的殼體型材擠壓在線固溶/淬火處理，是將6063鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，并控制擠壓型材出?？诇囟确秶?20 540°C，通過擠壓型材在線強(qiáng)制風(fēng)冷淬火，將固溶處理時(shí)形成的Mg2Si強(qiáng)化相以過飽和形式保留至室溫，其冷卻速率不小于60°C / 分。所述步驟B的二次塑性成形后電機(jī)殼體沉淀熱處理是在時(shí)效加熱爐內(nèi)進(jìn)行的，其加熱溫度為170 180°C，保溫時(shí)間為12小時(shí)；由于“過時(shí)效”而穩(wěn)定化殼體材料消除了內(nèi)應(yīng)力獲得尺寸穩(wěn)定性。處于固溶/淬火狀態(tài)殼體型材，應(yīng)用液壓脹管裝置在殼體內(nèi)腔完成二次塑性成形過程中同時(shí)發(fā)生2-3%塑性應(yīng)變，“過時(shí)效”損失的強(qiáng)度，則通過材料塑性應(yīng)變引致的強(qiáng)度增益得到補(bǔ)償。所述步驟D的消除機(jī)械加工內(nèi)應(yīng)力及脫溶穩(wěn)定化低溫?zé)崽幚?，是指將完成機(jī)械加工工序的電機(jī)殼體置于時(shí)效加熱爐內(nèi)，加熱溫度180 200°C，保溫時(shí)間1 1. 5小時(shí)。在該過程中實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工殘余應(yīng)力釋放和進(jìn)一步沉淀脫溶過程，從而達(dá)成完工產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定化。本發(fā)明的有益結(jié)果是通過先行的電機(jī)殼體型材在線固溶淬火處理，為殼體內(nèi)腔二次塑性成形提供了材料塑性儲(chǔ)備；爾后的“過時(shí)效”穩(wěn)定化處理，在不降低合金基礎(chǔ)狀態(tài)強(qiáng)度值前提下，改善了二次塑性成形后殼體內(nèi)腔尺寸穩(wěn)定性；最后進(jìn)行的穩(wěn)定化低溫?zé)崽幚韺?shí)現(xiàn)了進(jìn)一步脫溶，同時(shí)消除殼體機(jī)械加工殘余應(yīng)力，保證了產(chǎn)品在使用過程中尺寸穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的熱處理工藝進(jìn)行詳細(xì)說明
以電機(jī)殼體用6063合金擠壓型材為例，其化學(xué)成分為A1-0. 68Mg-0. 49Si_0. 15Fe (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。將6063鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，擠壓型材出?？诇囟?30°C，且同步接受在線強(qiáng)制風(fēng)冷淬火，擠出型材進(jìn)入淬火區(qū)溫度不低于460°C，冷卻速率60°C /分以上，即完成擠壓在線固溶/淬火處理。將在線鋸切至規(guī)定長(zhǎng)度，例如239. 0士0. 3mm擠壓殼體型材，置于液壓脹管成形裝置，實(shí)現(xiàn)擠壓殼體內(nèi)腔二次塑性成形及補(bǔ)償性尺寸修正，以控制殼體內(nèi)徑尺寸基線(同軸度、圓柱度)。經(jīng)二次塑性成形后基礎(chǔ)內(nèi)徑尺寸控制范圍Φ 136. 9士0.3mm。對(duì)二次塑性成形后電機(jī)殼體進(jìn)行過時(shí)效處理，加熱溫度175°C，保溫時(shí)間12小時(shí)。經(jīng)該處理后擠壓殼體通過數(shù)控加工工序，加工殼體兩端面孔及內(nèi)徑車削加工后，獲得同軸度、圓柱度均符合加工要求的鋁合金電機(jī)殼體。例如，可實(shí)現(xiàn)殼體內(nèi)、外徑Φ 139. 9士0. 015πιπι/Φ142. 1 士0. 015mm,以及同軸度0.05 mm，圓柱度0.1 mm加工精度要求。最后，將該殼體置于時(shí)效加熱爐進(jìn)行旨在消除機(jī)械加工殘余應(yīng)力，及進(jìn)一步脫溶的低溫穩(wěn)定化熱處理，加熱溫度190°C，保溫時(shí)間1. 5小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)完工產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性最大化。
權(quán)利要求
1.一種改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，其特征在于，該工藝方法包括步驟A.6063鋁合金電機(jī)殼體型材擠壓在線固溶/淬火處理；B.對(duì)殼體內(nèi)腔二次塑性成形后，進(jìn)行沉淀熱處理/過時(shí)效處理；C.機(jī)械加工出符合要求的電機(jī)殼體；D.消除機(jī)械加工殘余應(yīng)力及進(jìn)一步脫溶的低溫穩(wěn)定化熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟A是對(duì)6063鋁合金擠壓圓鑄錠加熱后擠壓，并控制擠壓型材出?？诇囟?20 540°C，擠出型材接受在線強(qiáng)制風(fēng)冷淬火，冷卻速率不小于60°C /分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟B是在時(shí)效加熱爐進(jìn)行的，其加熱溫度170 180°C，保溫時(shí)間為12小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，其特征在于，所述步驟D是在時(shí)效加熱爐內(nèi)進(jìn)行，其加熱溫度為180 200° C，保溫時(shí)間為1. 5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善鋁合金電機(jī)殼體尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝方法，從控制鋁合金電機(jī)殼體型材擠壓在線固溶淬火工藝出發(fā)，通過殼體內(nèi)腔二次塑性成形過程，材料將引入2-3%塑性應(yīng)變及其內(nèi)應(yīng)力，且因此形成在室溫下不穩(wěn)定的T3狀態(tài)；將二次塑性成形后鋁合金殼體實(shí)行沉淀熱處理，并通過“過時(shí)效”處理獲得穩(wěn)定的T7狀態(tài)合金，以提高二次塑性成形后殼體內(nèi)腔尺寸穩(wěn)定性；經(jīng)時(shí)效處理后鋁合金殼體，經(jīng)由數(shù)控加工工序加工兩端面孔、攻絲及內(nèi)徑車削加工后，再進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力同時(shí)在190°下脫溶處理1.5小時(shí)的附加熱處理，可使殼體機(jī)械加工精度保持在預(yù)期尺寸并獲得最大使用穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C22F1/04GK102560296SQ20121003216
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者劉惠群 申請(qǐng)人:天津銳新昌輕合金股份有限公司