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摘要：与普通的铝合金相比较，高强度压铸铝合金要有更好的强度和抗腐蚀性，被广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。需求是相互的，高强度压铸铝合金被广泛应用的同时，需求量也会与日俱增，但就目前来说，关于压铸铝合金的相关工艺技术还不足以支撑其大批量、高效率的生产。寻找优化高强度压铸铝合金及其热处理技术的方法，便成为了首要任务。
关键词：高强度压铸铝合金；热处理；分析研究；优化措施
铝合金具有质量轻、抗腐蚀性、导热性等良好性能，且其可塑性强，能够被广泛应用于机械零部件的生产制作。无论是汽车、家用电器还是机械器具，都离不开铝合金的使用。发展决定需求，近年来各机械行业的发展也给铝合金打开了市场，需求也越来越多。一般来说，压铸铝合金在压铸过程中，如果受到气体的热处理，极易导致铸件出现鼓包或变形等情况，以至于在压铸铝合金中，进行热处理需要很高的工艺技巧。
1.高强度压铸铝合金及其热处理概述
所谓的高强度压铸铝合金，是指利用高温高压来对铝合金材料进行压铸工作，这种方式是目前公认能够节约能源、改善环境的铸造工艺。而要提高高强度压铸铝合金铸件的性能，需要对其进行热处理。
热处理工艺对于改变铝合金的性能至关重要，通过加热到一定温度，保温一段时间后进行冷却，能够改变铝合金的组织，提高性能，增强铝合金的耐腐蚀性。
利用普通的重力合金铸造工艺来对铝合金进行铸造，往往会出现晶粒过大、缩孔疏松等情况。采用高强度压铸铝合金的工艺，利用液态成型技术，能够大大改善缩孔疏松的现象，还能细化晶粒，锻造出的压铸件要明显具备良好的性能。此外，高强度压铸铝合金及其热处理技术能够铸造形状复杂的铸件，通过将半液态材料填充进模具，能够提高材料的利用率，且不需要对其进行二次加工。
高强度压铸铝合金及其热处理技术，能够在保持铝合金轻量化、导电导热性能的同时增强其可塑性和抗拉强度，更好地应用在机械制造、汽车制造等行业中。
2.铝合金热处理的基本作用原理
铝合金热处理主要有退火和淬火时效两种形式，退火是软化处理，可以用来消除铝合金材料中的内应力；淬火时效则是强化热处理，用来提高铝合金的机械强度。
2.1退火
将铝合金材料加热，到一定温度后保持一段时间，随后缓慢冷却，这就是退火工艺。目的在于消除铝合金材料中残余的内应力、组织不稳定和成分不均匀。根据目的性，退火可以细分为去应力、再结晶和均匀退火等。
①去应力退火
材料中残存内应力，极易增加铝合金的应力腐蚀倾向，进而影响到整个机械性能的稳定性。通过对材料进行去应力退火，可以降低铝合金铸件的内应力，同时保留着原加工的强度硬度。影响去应力退火的最大因素就是温度，加热的温度过高会影响铝合金的强度，过低会导致内应力消除不足，需要消耗更多时间来消除内应力，但这样便降低了生产效率。
②再结晶退火
再结晶退火可以细化晶粒、消除内应力、降低铝合金的硬度、提高铝合金的塑性变形能力。加热温度、保温时间和加热速度都是影响再结晶退火的因素，对于同一种合金材料，加热温度越高，保温的时间要越短，这样的目的是防止再结晶阶段晶粒长大；反之，加热温度越低，保温时间要越长，避免结晶不充分，但这样一来会消耗更多的时间来进行保温过程。为了能够获取细小均匀地组织，提高生产效率，进行再结晶退火时要提高加热温度，缩短保温时间。
③均匀退火
在浇筑铸件时，极易因冷却速度过快导致结晶不平衡，进而影响到铝合金的强度、硬度和抗腐蚀性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆均匀退火流程与其他退火工艺相差不多，是将合金加热到接近熔点的温度，在保持一定的时间后再缓慢冷却。
2.2淬火时效
①固溶处理
影响固溶处理的因素主要是加热温度、保温时间以及冷却温度，淬火的高温度加上长时间的保温，会让合金元素在晶格中均匀分布，让强化相溶解越充分，对时效有很好的促进效果。
②时效
固溶液体在经历淬火后处于不平衡状态，会分解和析出过剩的溶质原子。时效分为自然时效和人工时效。在常温状态下能够进行析出，被称为自然时效，但自然时效只能完成初始阶段。人工时效则是通过升高温度来增大原子活动能力，进而做析出动作。对于同一种合金来说，影响时效效果的因素有淬火加热的温度和冷却速度、时效前的塑性变形以及时效自身的温度和时间。
③回归处理
对已淬火时效的产品进行短暂的高温处理，使其恢复到新的淬火状态就是回归处理。回归处理的目的是为了提高铝合金的塑性，便于冷弯成形。
3.高强度压铸铝合金及其热处理技术的难点
3.1压铸工艺的难点
①在对高强度铝合金进行铸造工作时，铸件的几何尺寸越大，合金充塑的时间越长，直接给铝合金的浇铸成型增加难度，影响压铸件的生产效率及其本身的性能。
②高强度铝合金在铸造中由于壁厚较大，容易出现局部不均匀的现象，从而影响到铸件的凝固效果。
③为了满足实际需求，在进行高强度铝合金的压铸工作时，要确保铝合金的力学性能。一些大型的壳体铸件性能指标往往都要高于国家制定的标准，这样能够保证质量和器械寿命，同时也会给压铸工作带来一定的压力，工艺流程的复杂性会直接给铸件的质量带来潜在的威胁。
3.2热处理工艺的难点
运用热处理对高强度铝合金进行针对性处理，可以有效提高高强度压铸铝合金的性能，但同时也很容易让铸件出现变形等状况，要想对热处理工艺有更好的掌握，需要了解热处理工艺所在的难点。
①高强度压铸铝合金的铸件尺寸大、壁厚差异等都会导致在对其进行热处理后出现变形等情况，且出现变形的铸件就算修复后，也难以达到理想效果。
②在对高强度铝合金进行热处理时，力学性能指标要求要比国家标准高。在高强度铝合金加工中，需要将屈服强度设置为抗拉强度的70%左右，热处理中的铝合金抗拉强度要求会更高。当在热处理过程中超过了强度要求，会导致铝合金的塑性下降，致使预期的热处理效果很难实现。
③在对某些高强度压铸铝合金进行热处理时，由于缺乏必要的参考资料，导致在实际过程中难度增大，热处理后的铝合金性能大打折扣。
4.高强度压铸铝合金及其热处理的工艺方案
对高强度铝合金进行铸造和热处理工艺时，需要制定一套完善的工艺方案，来为整个工艺流程“保驾护航”。且工艺方案要根据实际需求制定，充分考虑高强度铝合金的强度、耐腐蚀等性能，确保生产出的高强度压铸铝合金能够符合标准，投入市场使用。
4.1高强度铝合金的铸造工艺
①对铝锭的质量进行评估，了解其杂质的含量；
②在确定铸造方案前，要充分考虑到铝合金的抗拉强度和屈服强度，对铝锭的延伸率进行严格控制，以确保合金质量；
③铸造方案存在问题要及时进行分析处理，增强铸造方案的适用性。
4.2热处理工艺方案
①设置合理的热处理工艺参数，确保工艺流程，对加热温度和保持时间进行把控；
②采取科学合理的冷却方式，对固溶处理后的铸件进行冷却处理。
结语：
高强度铝合金是一种高性能材料，被广泛应用于工业、军事以及民用等领域，在高强度压铸铝合金生产过程中，热处理工艺是保障铝合金材料性能的重点技术。只有不断加强热处理技术的研讨，提高对热处理工艺的重视程度，才能在高强度铝合金压铸生产中，提升加工水平，推动经济的发展。
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论文作者:初墨广
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
标签：铝合金论文; 压铸论文; 高强度论文; 工艺论文; 时效论文; 铸件论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;