铝合金轴套的热处理工艺详解

【中国铝业网】轴套是齿轮泵的主要零件之一，装在高速运转的齿轮两端起轴承支撑作用。它必须有足够的强度和良好的耐磨性。为了保证零件的性能要求，我厂采用非标准铝锡合金，Cu的作用是强化基体。Sn可形成较软的低熔点Al-Sn共晶体，增加耐磨性。原热处理工艺为515℃固溶6h水冷，180℃时效8h空冷。这种工艺存在两个问题：
　　
　　(1)Al-Sn共晶体过烧加入锡形成含锡为99.5%的Al-Sn共晶体，其熔点为229℃。当工件加热到515℃时，Al-Sn共晶体过烧，淬火冷却时形成复熔球团。在形成复熔球团过程中，一方面晶界氧化，使晶粒强度下降，另一方面又产生了许多显微空隙，使晶粒界面能增加，金属的强度降低，在使用过程中易过早失效。
　　
　　(2)工艺生产时间长，达16h之多，生产效率低，能耗大。
　　
　　由金相观察和力学性能试验数据可以看出，250℃×7h处理工艺比较理想。Al-Sn共晶体呈断网状沿晶界分布，一方面Al-Sn共晶体分布比较均匀，保证有良好的耐磨性，另一方面Al-Sn共晶体没有分割基体，使合金有较好的塑性和韧性。采用250℃×7h处理工艺可以得到较高硬度，是因为该合金含Cu量较少，金属模冷却速度快，在铸造冷却过程中，已保证Cu熔入固溶体，起到了淬火作用。通过自然时效提高了硬度，也证明了这一点。250℃×7h空冷工艺比515℃×6h水冷＋180℃×8h空冷工艺的抗拉强度提高47%。250℃×7h空冷工艺温度稍高于Al-Sn共晶体的熔点，是为了在不使共晶体过烧的前提下，通过较短的保温时间得到Al-Sn共晶体的断网状分布。在工艺试验的基础上进行了小批量(400件)试生产，经硬度、金相检查和试验台做产品出厂试验，均全部合格。该工艺于1996年正式投产至今，已生产轴套几十万只，全部合格。工效提高1.3倍，一年可节约资金约7万元，节电超过8万kW.h。

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