一種鑄造鋁合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的熱處理方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及汽車零部件熱處理領(lǐng)域，具體地設(shè)及一種鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的熱 處理方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，汽車轉(zhuǎn)向節(jié)主要使用侶合金來進(jìn)行制造，并且鑄造成形占據(jù)了主要的地位。 在鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的加工制造過程中，熱處理是很重要的環(huán)節(jié)，直接決定了侶合金 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的力學(xué)性能和內(nèi)部組織。本發(fā)明的工藝出現(xiàn)之前，也有關(guān)于鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn) 向節(jié)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的熱處理工藝，但工藝控制范圍較為寬范，沒有對(duì)固溶溫度、固溶時(shí)間及時(shí) 效溫度、固溶時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 因此，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種AlSi7Mg〇.3差壓鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)熱處理工 藝，可W獲得足夠高的強(qiáng)度，并且保持適當(dāng)塑性;改善侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)組織和力學(xué)性能及 切削加工性能。
[0004] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可W判斷的是，在工業(yè)的生產(chǎn)中，將熱處理裝置整體保持在某一 具體溫度是非常困難的，因此在描述加熱條件時(shí)，往往使用一個(gè)范圍的描述方式。在本發(fā)明 的說明書、權(quán)利要求及說明書摘要中，當(dāng)描述了溫度的范圍時(shí)，是指控制加熱設(shè)備并且使得 設(shè)備的溫度在該范圍之內(nèi)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)W上的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了 W下的技術(shù)方案：
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的熱處理方法，所述的 方法包括步驟：（1)將待處理侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件加熱到537-547°C;(2)將所述的侶合金 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在537-547°C的溫度下保持325-345分鐘；（3)將步驟(2)的侶合金汽車轉(zhuǎn)向 節(jié)鑄件放在25-45°C的水中澤火180秒；（4)將步驟(3)的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件加熱到153- 163°C;(5)將步驟(4)的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在153-163°C下保溫235-245分鐘；W及(6) 將步驟(5)的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在空氣中冷卻到室溫。
[0007] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟(1)中的加熱達(dá)到加熱均勻，并且使得所述的侶 合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件中屯、和表面及各部位均達(dá)到至少537°C。
[000引在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟(2)中的保溫操作使得汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的溫度始終 在要求的溫度上下限范圍內(nèi)。
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟(3)中將所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件從保溫 狀態(tài)轉(zhuǎn)移到澤火池中的時(shí)間在25秒之內(nèi)。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟(4)中確保加熱均勻，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)中屯、 和表面及各部位均達(dá)到要求的下限溫度W上。
[0011] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟巧）的保溫過程中，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)溫度始 終在要求的溫度上下限范圍內(nèi)。
[0012] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，在步驟(3)中，對(duì)澤火介質(zhì)進(jìn)行攬拌。
[0013] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的方法包括步驟：（1)將侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件加 熱到537-547°C ; (2)將所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在537-547°C的溫度下保持330分鐘； (3) 將所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件放在25-45°C的水中澤火180秒；（4)將所述的侶合金汽 車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件加熱到153-163°C;(5)將所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在153-163°C下保溫 240分鐘；W及(6)將所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件在空氣中冷卻到室溫。
[0014] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件的熱處理的裝 置，所述的裝置包括:固烙爐（1)、澤火水槽(2)、時(shí)效爐(3)及侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置 (4) ，其特征在于:所述的固烙爐（1)、澤火水槽(2)和時(shí)效爐(3)由侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送 裝置(4)依次連接;所述的固烙爐（1)的溫度設(shè)定為537-547°C;所述的澤火水槽(2)裝有潔 凈的水，溫度設(shè)定為25-45°C;所述的時(shí)效爐(3)的溫度設(shè)定為153-163°C;W及所述的侶合 金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置(4)設(shè)置為鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)依次運(yùn)送到固烙爐（1)、澤火水 槽(2)和時(shí)效爐(3)。
[0015] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的澤火水槽(2)包括攬拌裝置。
[0016] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置(4)為在固烙爐 中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件達(dá)到537-547°C之后在固烙爐中保溫325-345分鐘;在進(jìn)入澤火水 槽后中停留180秒；W及在時(shí)效爐中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的溫度達(dá)到153-163°C后在時(shí)效爐中 保溫235-245分鐘。
[0017] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置(4)設(shè)置為在固 烙爐中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件達(dá)到537-547°C之后在固烙爐中保溫330分鐘;在進(jìn)入澤火水 槽后中停留180秒；W及在時(shí)效爐中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的溫度達(dá)到153-163°C后在時(shí)效爐中 保溫240分鐘。
[0018] 基于AlSi?Mg日.3鑄造侶合金的多相亞共晶組織特征:鑄態(tài)AlSi?Mg日.3鑄造侶合金固 溶體晶粒周圍存在粗大的共晶組織；固溶體內(nèi)部固溶相濃度不均勻和存在第二相質(zhì)點(diǎn)。 AlSi7Mgo.3鑄造侶合金中Si或金屬間化合物在α固溶體內(nèi)的溶解度隨溫度的下降而減少，將 AlSi7Mg0.3鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加熱到盡可能高的溫度，在該溫度下保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間， 使強(qiáng)化相充分溶入α固溶體內(nèi)，強(qiáng)化相在α固溶體內(nèi)達(dá)到最大的溶解度，隨后快速冷卻，使高 溫時(shí)的固溶體呈過飽和狀態(tài)保留到室溫;運(yùn)種過飽和固溶體是一種亞穩(wěn)定狀態(tài)，隨放置時(shí) 間的增長(zhǎng)，過飽和固溶體分解和擴(kuò)散，溫度越高，分解和擴(kuò)散速率越大;為了連續(xù)生產(chǎn)的需 要，將AlSi7MgO.3鑄造侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加熱到一定的溫度，加速過飽和固溶體分解和擴(kuò) 散，并保持一定的時(shí)間，使AlSi7Mg0.3鑄造侶合金的結(jié)晶點(diǎn)陳結(jié)構(gòu)恢復(fù)到較穩(wěn)定的狀態(tài)，從 而改變AlSi7Mg0.3鑄造侶合金的組織狀態(tài)，達(dá)到改善力學(xué)性能的目的。
[0019] 本發(fā)明還提供了 W下的技術(shù)方案：
[0020] 1中確保加熱均勻，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)中屯、和表面及各部位均達(dá)到要求的下限 溫度W上;2保溫過程中，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)溫度始終在要求的溫度上下限范圍內(nèi)；3澤火 過程，侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)從固溶爐轉(zhuǎn)移到澤火池中要快，控制在25秒W內(nèi)，轉(zhuǎn)移過程中侶合 金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)溫度下降不至于使固溶相析出；4中確保加熱均勻，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)中屯、 和表面及各部位均達(dá)到要求的下限溫度W上;5保溫過程中，使侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)溫度始終 在要求的溫度上下限范圍內(nèi)。
[0021] 發(fā)明人還進(jìn)行了大量的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)表明，在步驟2中，固溶溫度越高，越接 近共晶轉(zhuǎn)變溫度或固相線溫度，澤火的效果越好，但如果爐子溫度控制不好會(huì)增大過燒的 風(fēng)險(xiǎn)；固溶保溫時(shí)間取決于強(qiáng)化相溶入α固溶體中所需要的時(shí)間。在步驟5中，時(shí)效溫度越 高，時(shí)間越長(zhǎng)，強(qiáng)度、硬度越高，但塑性會(huì)下降;時(shí)效溫度越低，時(shí)間越短，強(qiáng)度、硬度越低，但 塑性會(huì)高;在較高的溫度下短保溫時(shí)間或較低的溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，都可W得到要求的力 學(xué)性能，運(yùn)就要通過正交試驗(yàn)找到溫度時(shí)間最佳組合。在步驟3中，澤火介質(zhì)-水中增加攬 拌，即可W增加水溫的均勻性，又可W增加侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的冷卻速率，提高固溶效果。
[0022] 本發(fā)明的方法和生產(chǎn)流水線裝置通過正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié) 鑄件經(jīng)熱處理后可W得到良好的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和硬度，其對(duì)機(jī)械性能的改進(jìn) 優(yōu)于本領(lǐng)域目前所采用的其他方法。
【附圖說明】
[0023] W下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中：
[0024] 圖1:實(shí)施例1中用于熱處理方法的裝置。
[0025] 圖中：1-固烙爐、2-澤火水槽、3-時(shí)效爐及4-侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 用于侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件的熱處理的裝置包括：固烙爐（1)、澤火水槽(2)、時(shí)效 爐(3)及侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置(4)，其特征在于:所述的固烙爐（1)、澤火水槽(2)和 時(shí)效爐(3)由侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送裝置(4)依次連接;所述的侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的傳送 裝置(4)設(shè)置為在固烙爐中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件達(dá)到537-547°C之后在固烙爐中保溫330 分鐘;在進(jìn)入澤火水槽后中停留180秒；W及在時(shí)效爐中侶合金汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的溫度達(dá)到153- 1