[发明专利]一种提高ZL114A铝合金机械性能的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金熔模铸造的技术领域，特别是涉及真空熔铸铝合金熔模铸造的技术领域，涉及一种提高ZL114A铝合金机械性能的工艺方法。

背景技术

航空标准中的ZL114A铝合金，属高强度铸造铝合金，在航空型号标准中，ZL114A铝合金相当于A357.0，其T6状态下Rm≥320Mpa，RP0.2≥250MPa，A％≥5.0％，该标准要求数据较高，铸件热处理后不容易达到标准要求，尤其RP0.2和A％测试结果和标准差距较大，直接影响到铸件的交付和航空武器装备的交付使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决真空熔炼浇注条件下ZL114A铝合金铸件，其机械性能满足航空型号标准。

本发明的技术方案是：经生产ZL116的经验数据对比，Si含量适当降低时，延伸率有所增加，而合金中Be含量适当提高时，合金的强度明显增加。故在满足技术标准的前提下，采取降低合金成分中的Si含量，适当增加合金中杂质元素Be的含量，有助于得到合理的合金组织，为后续的热处理做好组织准备。同时，在固溶处理时，适当提高固溶温度，延长固溶时间，获得基体组织中过饱和固溶体，在时效处理中过饱和固溶体中的原子扩散而发生沉淀，形成不同状态沉 淀相，使合金得到强化。

为验证此观点，将ZL114A合金在其它生产参数相同，合金成分中Si、Be含量进行调整；固溶温度提高，固溶时间延长，进行正交对比试验。经试验，将合金中Si含量控制在6.5～6.8％，Be含量控制在0.035～0.065％范围内，固溶温度定为545℃，固溶时间延长到14h以上，均可得到满足标准要求的机械性能。具体实现步骤如下所示：

步骤1、在炉体内的浇注区域放入预热后的壳体铸件模壳；

步骤2、在熔炼坩埚内加入ZL114A及ZL116合金锭和纯铝，保证金属液成分Si：6.5～6.8％，Be：0.035～0.065％；

步骤3、闭合炉盖，开启真空泵对炉体内部抽真空至真空度为80Pa以下时通电升温，待合金锭等全部熔化后，测温至620-625℃，浇注壳体铸件模壳；

步骤4、浇注完成后，5s内破真空，开启炉盖并取出浇注后的壳体模壳；

步骤5、最后清壳并在545℃、14h以上固溶，160℃、7.5h以上时效处理，完成壳体的制备。

本发明的有益效果是：通过采用真空熔炼加真空浇注并控制合金中化学成分浇注ZL114A铝合金铸件，采用545℃×14h固溶处理制度，得到满足标准要求的机械性能，且经过多批次验证机械性能稳定，满足了航空武器装备对高强度铝合金铸件需求，为生产高强度ZL114A铝合金铸件的制备提供了一个新的选择途径。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明：

某装备使用的ZL114A(也即型号标准中的A357.0)铝合金壳体铸件，需要满足T6状态下Rm≥320MPa，RP0.2≥250MPa，A％≥5.0％要求，故此采用了本发明的真空熔炼加真空浇注熔模铸造，并在铸造过程，将合金成分中Si含量调整6.7％，用ZL116增加合金中Be含量到0.062％浇注成铸件和试样，并在545℃×14h固溶，160℃×7.5h时效。即：首先在炉体内的浇注区域放入预热后的壳体铸件模壳(模组上附带机性试样模壳)，在熔炼坩埚内加入A357.0及ZL116合金锭和纯铝等(合金配料成分Si：6.7％，Be：0.060％)，然后闭合炉盖并开启真空泵对炉体内部抽真空至真空度为80Pa时通电升温，待合金锭等全部熔化后，测温至620+5℃，浇注壳体铸件模壳；浇注完成后5s内破真空，开启炉盖并取出浇注后的壳体模壳；最后清壳并在545℃×14h固溶，160℃×7.5h时效，完成壳体的制备。在经上述工艺制备的A357.0合金铸件连续4批，进行拉力试验和成分检测。

试验结果验证：连续四批拉力实验结果和化学成分均满足A357.0合金标准要求，满足了航空武器装备的发展对高强度铝合金铸件的使用要求，为获得高强度A357.0铝合金铸件的制备提供了一个新的选择途径。

检测结果如下：

注：标准热处理制度：(535～545)℃×(8～20)h固溶，(150～170)℃×(6～10)h时效。

实际热处理制度：545℃×14h固溶，160℃×7.5h时效。