铝合金2

2024铝合金的熔铸及时效时间对其性能影响的设计1.2024铝合金成分及组织特性 1.1 2024铝合金成分 Si Fe Cu Mn Mg Zn Al 0.5 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.3-1.8 0.25 其余 1.2 相的组成 所有的硬铝型合金,包括2024合金在内,其主要强化相是CuAl2 和Al2CuMg。 2.研制过程 2.1 2024铝合金空调箔生产工艺流程为:配料一装炉一熔化一成分调整+精炼一导炉+精炼尊置+过滤—铸造一均匀化处理+铣面一轧制。 2.2 熔炼工艺 2.2.1 熔炼工艺特点 (1)2024铝合金为空调箔用料,其成品很薄,故对金属内部纯洁度要 求极高。因此在熔炼过程中应尽可能减少吸氢和氧化夹杂。 (2)熔炼温度的确定。根据A1-Fe-Si系合金状态图,选择比液相线高 80-100℃的温度为熔炼温度。 (3)由于该合金对组织和强度要求很高,故应降低Si含量,适当增大Fe /Si比值。 (4)Ti有细化晶粒的作用,可适当加Ti。 2.2.2 熔炼工艺要求, 根据以上工艺特点,确定2024铝合金的熔炼工艺 如下: ①配料采用99.7作新铝,要求原材料干净,无油污、水分;②采用煤气炉供液体料熔炼方式,熔炼温度700-750℃;③加强覆盖,熔体出炉前用Ar-Ch精炼10min;④(Ire)to(Si)I>4,(Si)<0.12%;⑤细化方式,采用加-Ti中间合金或铸造流线上播种AJ_Ti—B丝。 2.3 铸造工艺 2.3.1 铸造工艺特点 (1)该合金铸锭形成疏松倾向性小,但晶粒度大小和热裂纹倾向性受铸造温度影响较大,因此铸造温度不宜过高,铸造温度比液相线温度高3O~5O℃。 (2)铸造温度偏低,熔体流动性差,铸造过程中易出现拉裂。适当降低铸造速度可以避免拉裂废品。 (3)随着冷却速度增大,晶内与晶界分布的脆性相变得细小,合金的力学性能提高。生产该合金时,冷却水压可适当增大。 (4)该合金要求纯净度高,故在铸造流线上宜采用陶瓷管和玻璃丝布双重过滤。 2.3.2 铸造工艺要求 根据以上工艺特点,确定2024铝合金的铸造工艺参数为:铸造速度, 60-65 mm/min;铸造温度,685-710℃;水压,80--150 kPa。 2.4合金的熔炼 实验用原料为购置工业纯铝(~≥99.85%)、纯Mg锭(Mg≥99.5%)、 自行熔炼的Al—10%Mn、Al-20%Cu中间合金,按2024名义成分进行称重配比。在750℃的坩埚炉中,先熔炼砧锭后.依次加人A1.Mn、AlCu中间合金,Mg按10%烧损计最后加入。添加少量Ti-B作为晶粒细化剂。金属完全熔融后,搅拌均匀、精炼除气、除渣。最后加少量的覆盖剂,在730℃保温静置备用。 2.5 均匀化处理 用半连续铸造的铸锭,由于冷却速度快,会产生非平衡结晶,均匀化退火可消除成分和组织不均匀性,改善铸锭的加工性能和最终力学性能。用两根铸锭做均匀化处理试验,根据合金成分,采用稍高于 1 100铝合金的均匀化温度,即:610摄氏度24 h的均匀化。 2.6 铣面 该合金用料表面质量要求极高,为消除表皮组织缺陷,对铸锭进行铣面处理,每面至少8mm铣面后刀痕深度小于0.1 mm,铸锭表面平整、光滑、不黑皮 时效时间对其性能影响 1.1 时效时间试验 切取淬火后的试样,在室温、130℃、160℃、190℃,220℃时效温度下分别保温4h、8h、12h。16h、20,然后进行常温力学性能、硬度、电导率、耐应力腐蚀检测,确定最佳时效时间。 1.2 实验设备及材料 坩埚电阻炉:内置不锈钢盐浴槽,作试样的淬火加热用。加热介质为硝酸盐及亚硝酸盐的混合物,成分为50%KNO3+50 %NaNO2 控温装置:用WZK可控硅温度控制器控制炉膛温度,盐浴温度用数字式温度显示仪或电位差计测量 淬火水槽:用于淬火冷却 恒温箱:用来人工时效处理 布氏硬度计:测定淬火及时效合金硬度 读数显微镜:测定压痕直径 实验材料:2024铝合金试样 1.3试验过程 2024一T85 1铝合金板材生产工艺流程:熔铸一均火一锯切一铣面一加热一热轧一淬火--拉伸一时效一锯切一成品检验。 选用熔铸分厂25 t炉铸造的截面尺寸为300mm x 1 500 mm的2024铝合金铸锭,经均火、锯切、铣面后,在双膛链式加热炉加热(定温580%,加热5.5 h,出炉温度为415%);热轧厚度为32.5 mm,切长4 000 mm;辊底炉固溶淬火(定温498%,加热40rain,保温20 rain,辊速16 m/rain,水淬)。淬火后切取试样,按照“1.1试验内容”进行时效试验。