热处理中作者往往会遇到强烈冷却深腔薄壁部分铝合金热处理过程中发生严重的开裂和变形的情况,该如何防止此事件的发生是个难题。
    PAG(聚烷基二醇,Polyalkylene乙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷共聚物)的一种水溶性淬火剂是提高零件加工的精度和使用一种新的热处理方法的可靠性。2 a12铝合金薄壁、深腔部分与水介质高固溶时效处理后残余应力,易引起零件变形裂缝问题一直是一个“瓶颈”制约生产和加工,铝合金薄壁零件的深腔通过采用PAG淬火介质固溶处理后,有效地降低残余应力,防止裂纹倾向固溶体后,并能保证硬度等技术要求,使产品合格率为100%,延长精密零件的使用寿命。
    1.技术要求
    深腔结构原料2 a12h112,状态2 a12t4最终的使用。从性能上看,2 a12h112合金薄壁深腔组件使用PAG淬火介质的部分固溶后,显微组织,残余应力对常规力学性能几乎没有影响,尺寸稳定性,提高零件加工的尺寸稳定性,满足性能要求。
    采用两种处理方法不符合技术要求:
    首先使用传统水淬法、过程曲线如图2所示,水温一般适应30 ~ 50℃。
    第二采用的方法调整水温淬火过程中,加热和保温过程如图2所示是一样的,只是为了调整水温至50 ~ 55℃。
    2.原因分析和改进措施
    (1)分析原因上面的测试结果分析原因如下:(1)传统水淬法很容易出现淬火变形和开裂现象,因为水淬火冷却特性相关的水温度、冷却速度随着水温的上升会降低。室温水,冷却能力大,冷却速度快,冷却速率最大可达750℃/ s以上,淬火,为深腔薄壁组件内部产生了巨大的残余拉应力。(2)调整水温淬火工艺方法容易出现淬火变形和开裂现象,虽然方式调整水温薄壁深腔组件获得一定的淬火冷却速率,但仍然会出现在淬火表面压应力,内部拉应力导致变形和裂纹。继续改善水虽然可以减少压力,减少变形和裂纹,但水温过高将导致零件淬火后硬度不能满足要求,对工件的性能的影响。
    (2)水淬火冷却介质的改进措施最常用的铝合金,由于冷却能力大,冷却速度快,人类无法控制冷却速度,媒介不能解决铝合金淬火应力、变形和裂纹问题。因此,采用铝合金淬火淬火冷却介质的新需求减少淬火后的残余应力,避免淬火变形和开裂,降低冷却速度,降低淬火表面压应力和拉应力在淬火应力的内部矛盾,为了最好的满足工件尺寸加工的稳定性和性能。
    通过工艺试验,发现后与PAG水溶性淬火冷却介质代替水介质,淬火后的工件,高硬度均匀和淬火变形小,可以有效地防止淬火裂纹现象。
    因为有逆可溶性PAG淬火冷却介质,即在室温下溶于水,但在更高的温度,PAG从水中沉淀。这种现象在淬火冷却机制,即热金属淬火在金属表面覆盖着一层聚合物膜,控制热量的速度吸收周围的水溶液。因此,可以获得水和油之间的冷却能力。