[发明专利]一种提高铝硅合金硬度的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种提高铝硅合金硬度的方法。

背景技术

铝硅合金具有良好铸造性、焊接性、抗蚀性及一定的机械性能，是最广泛应用的铝合金之一。但该合金致密度较小，有时其硬度满足不了一些工件的性能要求。因此提高铝硅合金的硬度具有重要的实际意义。目前，提高Al-Si合金硬度的方法主要是合金成分的优化、净化处理、细化变质处理及热处理（固溶、时效处理）。采用上述方法易于在工业上应用，但对提高铝硅合金的硬度仍有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单，操作方便，成本低廉，可有效提高Al-Si合金硬度的方法。本发明主要是采用固溶和高压处理方法。

本发明的方法如下：

1、原料：铝硅合金的化学成分质量分数wt%为：硅4.0%～6.0%，铜1.0%～2.0%，镁0.3～0.7%，锰0.2～0.7%，其余量为铝。

2、固溶处理：将上述铝硅合金放入电阻炉中，加热温度为515～525℃，保温时间为120～150min，出炉水冷。 

3、高压处理：将上述经过固溶处理的铝硅合金放在六面顶压机上，压力为1～3GPa，加热温度为180～200℃，保温时间为120～150min，断电保压自然冷却至室温。

本发明所采用的固溶处理，可使铝硅合金获得最大过饱和度的固溶体。随后的高压处理，一方面，可以消除气孔、疏松等铸造缺陷，增大了铝硅合金的致密度；另一方面，能使铝硅合金组织中内部产出高密度的晶格畸变和位错等缺陷，这些缺陷促使溶质原子富集，为析出相形核提供了更多的部位，可使析出相的数量增多，尺寸减小，弥散强化效果增强，从而提高了铝硅合金的硬度。

本发明与现有技术相比具有如下优点：工艺方法简单、操作方便、成本低廉，质量稳定，可有效提高Al-Si合金的硬度，适合于工业化生产，其硬度与未经过处理的铝硅合金相比提高60～68%，与常规热处理的铝硅合金相比提高8～13%。

具体实施方式：

实施例1

将化学成分（质量分数wt%）为Al 93.03%，Si 4.63%，Cu 1.47%，Mg0.51%，Mn0.36的铝硅合金放在KLX-12B型箱式电阻炉中进行固溶处理，加热温度为520℃，保温时间为120min，出炉水冷。然后再将上述固溶处理后的铝硅合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为1GPa，加热温度为180℃，保温时间为150min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。

实施例2

将化学成分（质量分数wt%）为Al 94.5%，Si 4.0%，Cu 1.0%，Mg0.3%，Mn0.2的铝硅合金放在KLX-12B型箱式电阻炉中进行固溶处理，加热温度为515℃，保温时间为130min，出炉水冷。然后再将上述固溶处理后的铝硅合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为3GPa，加热温度为200℃，保温时间为120min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。

实施例3

将化学成分（质量分数wt%）为Al 90.6%，Si 6.0%，Cu 2.0%，Mg0.7%，Mn0.7的铝硅合金放在KLX-12B型箱式电阻炉中进行固溶处理，加热温度为525℃，保温时间为150min，出炉水冷。然后再将上述固溶处理后的铝硅合金放在CS-ΙΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为2GPa，加热温度为190℃，保温时间为140min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。

表1 不同状态下铝硅合金的硬度测试结果

注：固溶+时效工艺为：加热520℃保温120min水冷后，再经180℃保温时间150min。

上述实验结果表明：铝硅合金经本发明方法处理后具有较高的硬度，高于实施例前和常规热处理工艺（固溶+时效）处理后铝硅合金的硬度。