非铁合金铸件的热处理技术优化方案

1.非铁合金铸件热处理的目的和种类

非铁合金铸件热处理的目的有以下几个方面：

1）充分提高非铁合金铸件的力学性能，保证一定的塑性，提高非铁合金铸件的抗拉强度和硬度，改善其可加工性能。

2）消除非铁合金铸件快速冷却所造成的内应力。

3）稳定非铁合金铸件的尺寸和组织，消除偏析和针状组织，防止和消除因高温引起相变产生的体积胀大现象，改善非铁合金铸件的组织和力学性能。

非铁合金铸件热处理的种类及方法很多，常用的有：人工时效，退火、淬火、淬火和人工时效，淬火和回火，循环（冷却处理）等。这里仅对铸造铝合金铸件和铜合金铸件的常见热处理进行简单介绍。

2.铸造铝合金铸件的热处理

（1）ZL104合金铸件的热处理 典型的热处理规范为T6，在535℃±5℃范围内保温2～6h，淬于20～100℃的水中，自炉中向淬火槽转移的时间应少于1min，再在175℃±5℃时效处理10～15h。

经淬火和完全人工时效处理后的铸造铝合金铸件有良好的综合力学性能。对于受力不大的零件和铸造铝合金压铸件可以仅在175℃±5℃时效处理5～17h即可。铸造铝合金压铸件一般不进行淬火处理，因为铸造铝合金压铸件在压铸型内冷却较快，已起到了部分淬火的作用。真空和充氧法生产的铸造铝合金压铸件要进行淬火和人工时效处理。(www.xing528.com)

淬火前加热和保温时间的长短要根据铸造铝合金铸件的壁厚和组织来选定，厚大铸造铝合金铸件保温时间应长一些。淬火水温由铸造铝合金铸件的复杂程度决定，复杂铸造铝合金铸件的淬火水温应高一些，以避免变形和开裂。

目前生产中，ZL104铸件在进行T6处理后有伸长率偏低的现象，采取将镁质量分数控制在0.25%以下，或采取较高的时效温度（200～210℃）等措施，能提高伸长率，强度虽有降低，但仍能达到要求。

（2）ZL201合金铸件的热处理 典型的热处理规范为T4，即在530℃±5℃保温7～9h，再升温至540℃±5℃保温7～9h，淬于20～100℃的水中，从炉中向淬火槽转移的时间应少于15s。将装炉温度控制在300℃以下，防止铸造铝合金铸件受热不均而产生变形和裂纹，并且每升温50℃应保持15min。复杂铸造铝合金铸件淬火水温应稍高一些。

（3）ZL301合金铸件的热处理 合金的热处理规范为T4，即在435℃±5℃保温6～15h，淬于80℃以上的水中。如果淬火温度高于470℃，则会出现过烧现象，这时试棒断口周围呈黑色，力学性能明显下降；如果淬火温度过低，则也会使力学性能明显下降，这时断口晶粒粗大呈银色，称为“银色断口”。

3.铸造铜合金铸件的热处理

（1）锡青铜铸件的热处理 对于要求耐磨的锡青铜铸件，退火会消除晶内偏析，使α+δ共析体减少或消失，使耐磨性降低，所以可不进行热处理。对于有耐压要求的锡青铜铸件，可在680～720℃退火1～3h，使组织均匀化和晶粒体积膨胀，将晶间缩孔挤小，并使锡青铜铸件中与外界相通的晶间缩孔表面发生氧化，生成的氧化物将孔洞堵住。因此，退火处理在缩松不严重的情况下能提高锡青铜铸件的气密性。

（2）ZCuAl10Fe3青铜铸件的热处理 为了提高此青铜铸件的硬度，可对其进行调质处理：先加热到850～900℃，到达β单相区，然后水淬，得到针状马氏体型组织β′，再进行250～350℃回火2～3h的处理，使β′相发生分解，形成弥散状共析体。经过处理后，ZCuAl10Fe3青铜铸件的硬度和强度都有显著提高。为使ZCuAl10Fe3青铜铸件在淬火时能进入β区而不致过烧，铝的质量分数应提高到9%～10%，铁的质量分数应降低到2%～3%。