一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，包括以下步骤：(1)将活塞件悬置于液氮液面，或置于-130℃～-110℃的环境中缓慢冷却20～30分钟；(2)将件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，温度为-196℃～-180℃；时间6～8小时；(3)将件置于起始温度为-130℃～-110℃的可程序控温的升温装置中缓慢回温20～30分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理，时间视活塞的大小而定；(4)将件置于控制温度为200℃的马弗炉中升温到设定值后并保温4～6小时，取出后再自然冷却至室温；(5)重复以上步骤2～3次。大大提升了铸造铝合金活塞件的体积稳定性和机械性能。
【专利说明】一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法【技术领域】[0001]本发明属于热处理工艺【技术领域】，涉及铝合金的深冷处理方法，特别是为提高铸造铝合金活塞件体积的稳定性并改善其性能的一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法。【背景技术】[0002]铸造铝合金以其良好的力学性能、物理性能及切削加工性能得到广泛应用。ZL108 合金由于其高温性能好，主要用于制造较高温度下工作的零件，如活塞等。对于活塞，体积的稳定性直接影响其性能和使用寿命。[0003]现有技术中为提高铸造铝合金活塞件体积稳定性，一般是采用振动时效工艺技术。目前，还未见有使用深冷处理技术提高铸造铝合金活塞件体积稳定性的文献报道。[0004]采用振动时效这种方法当然可以提高铸造铝合金活塞件的体积稳定性，但这种方法有其局限性。时效时间过长、时效温度太高均会造成其抗拉强度和硬度的下降。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能协调铸造铝合金活塞件的体积稳定性与室温性能(尤其是硬度)之间的对应关系、经济方便、省时的铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，不但提高了活塞的体积稳定性，其性能也有所改善，从而使得发动机在运动过程中噪声更低，性能更稳定，使用寿命更长。[0006]本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是:一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，包括以下步骤:[0007](I)将铸造铝合金活塞件悬置于深冷处理装置的液氮液面，或者放置于温度为-130°C~-110°C的低温环境中缓慢冷却20~30分钟；[0008](2)将铸造铝合金活塞件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，液氮温度为-196°C~_180°C ;活塞件在液氮中的浸泡时间为6~8小时；[0009](3)将铸造铝合金活塞件从液氮中直接取出置于起始温度为_130°C~-110°C的可程序控温的升温装置的环境中缓慢回温20~30分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理，时间应视活塞的大小而定，小者时间短，大者时间长；[0010](4)将铸造铝合金活塞件置于设定控制温度为200°C的马弗炉中升温到设定值后并保温4~6小时，取出后再自然冷却至室温；[0011](5)重复以上步骤2~3次。[0012]所述的铸造铝合金是ZL108合金。[0013]所述的深冷处理装置为上开口式50立升容积的真空绝热容器，绝热方式为高度真空多层多屏绝热方式。[0014]所述的马弗炉为程控式加热马弗炉，控制精度为±1°C，额定最高加热温度为 1600。。。[0015]本发明的有益效果 是:能协调铸造铝合金活塞件的体积稳定性与室温性能(尤其是硬度)之间的对应关系，处理方法经济方便、省时，不但提高了活塞的体积稳定性，其性能也有所改善，从而使得采用该铸造铝合金活塞件的发动机在运动过程中噪声更低，性能更稳定，使用寿命更长。【具体实施方式】[0016]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。[0017]实施例1，一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，包括以下步骤:[0018](I)将铸造铝合金活塞件悬置于深冷处理装置的液氮液面，或者放置于温度为_130°C的低温环境中缓慢冷却20分钟；[0019](2)将铸造铝合金活塞件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，液氮温度为-196°C; 活塞件在液氮中的浸泡时间为6小时；[0020](3)将铸造铝合金活塞件从液氮中直接取出置于起始温度为-130°C的可程序控温的升温装置的环境中缓慢回温20分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理；[0021](4)将铸造铝合金活塞件置于设定控制温度为200°C的马弗炉中升温到设定值后并保温4小时，取出后再自然冷却至室温；[0022](5)重复以上步骤2次。[0023]所述的铸造铝合金是ZL108合金。[0024]所述的深冷处理装置为上开口式50立升容积的真空绝热容器，绝热方式为高度真空多层多屏绝热方式。[0025]所述的马弗炉为程控式加热马弗炉，控制精度为±1°C，额定最高加热温度为 1600。。。[0026]实施例2，一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，包括以下步骤:[0027](I)将铸造铝合金活塞件悬置于深冷处理装置的液氮液面，或者放置于温度为_120°C的低温环境中缓慢冷却25分钟；[0028](2)将铸造铝合金活塞件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，液氮温度为_188°C ； 活塞件在液氮中的浸泡时间为7小时；[0029](3)将铸造铝合金活塞件从液氮中直接取出置于起始温度为-120°C的可程序控温的升温装置的环境中缓慢回温25分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理；[0030](4)将铸造铝合金活塞件置于设定控制温度为200°C的马弗炉中升温到设定值后并保温5小时，取出后再自然冷却至室温；[0031](5)重复以上步骤2次。[0032]所述的铸造铝合金是ZL108合金。[0033]所述的深冷处理装置为上开口式50立升容积的真空绝热容器，绝热方式为高度真空多层多屏绝热方式。[0034]所述的马弗炉为程控式加热马弗炉，控制精度为±1°C，额定最高加热温度为 1600。。。[0035]实施例3，一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，包括以下步骤:[0036](I)将铸造铝合金 活塞件悬置于深冷处理装置的液氮液面，或者放置于温度为-110°c的低温环境中缓慢冷却30分钟；[0037](2)将铸造铝合金活塞件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，液氮温度为_180°C ； 活塞件在液氮中的浸泡时间为8小时；[0038](3)将铸造铝合金活塞件从液氮中直接取出置于起始温度为-110°C的可程序控温的升温装置的环境中缓慢回温30分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理；[0039](4)将铸造铝合金活塞件置于设定控制温度为200°C的马弗炉中升温到设定值后并保温6小时，取出后再自然冷却至室温；[0040](5)重复以上步骤3次。[0041]所述的铸造铝合金是ZL108合金。[0042]所述的深冷处理装置为上开口式50立升容积的真空绝热容器，绝热方式为高度真空多层多屏绝热方式。[0043]所述的马弗炉为程控式加热马弗炉，控制精度为±1°C，额定最高加热温度为 1600。。。[0044]通过以上深冷处理方法，能提高改善铸造铝合金活塞的强度、硬度、延伸率。强度基本上可提高40MPa，硬度基本上可提高25HB，铝合金活塞体积的稳定性能从未经深冷处理的0.025%降低至0.005%，大大提升了铸造铝合金活塞的体积稳定性。[0045]采用上述深冷工艺处理过的ZL108合金铸造活塞件，在金相显微镜下观察，其金相组织中的α枝晶与点状共晶(α+Si)分布更均匀。[0046]本发明的技术，`并不仅局限于铸造铝合金活塞件的深冷处理，还可推广应用于各类铸造铝合金件的深冷处理。
【权利要求】
1.一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，其特征是:包括以下步骤:(1)将铸造铝合金活塞件悬置于深冷处理装置的液氮液面，或者放置于温度为-130°c~-110°c的低温环境中缓慢冷却20~30分钟；(2)将铸造铝合金活塞件浸放入液氮中进行液体法深冷处理，液氮温度为-196°C~_180°C ;活塞件在液氮中的浸泡时间为6~8小时；(3)将铸造铝合金活塞件从液氮中直接取出置于起始温度为-130°C~-110°C的可程序控温的升温装置的环境中缓慢回温20~30分钟，再置于空气中回温至室温进行缓慢回温处理，时间应视活塞的大小而定，小者时间短，大者时间长；(4)将铸造铝合金活塞件置于设定控制温度为200°C的马弗炉中升温到设定值后并保温4~6小时，取出后再自然冷却至室温；(5)重复以上步骤2~3次。
2.根据权利要求1所述的一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，其特征是:所述的铸造铝合金是ZL108合金。
3.根据权利要求1或2所述的一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，其特征是:所述的深冷处理装置为上开口式50立升容积的真空绝热容器，绝热方式为高度真空多层多屏绝热方式。
4.根据权利要求1或2所述的一种铸造铝合金活塞件的深冷处理方法，其特征是:所述的马弗炉为程控式加热马弗炉，控制精度为± I°C，额定最高加热温度为160 0°C。
【文档编号】C22F1/04GK103498117SQ201310456546
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】晋芳伟, 吴龙, 熊昌炯, 魏剑, 闻霞 申请人:三明学院