一种薄壁铝合金零件的热处理工艺技术领域
本发明涉及一种热处理工艺，具体涉及一种薄壁铝合金零件的热处理工艺，属于机械加工技术领域。
背景技术
在机械加工中，薄壁铝合金零件的加工较为常见。然而，薄壁铝合金零件加工时存在较多困难，主要表现为：高温下组织易产生裂变，在高温、高压下，切削时易产生黏刀现象，形成积屑瘤；切削加工时易变形，影响零件的尺寸公差及几何公差；切削后残余应力大，造成尺寸及形位公差超差，使零件报废；尺寸稳定性差，零件在环境温度变化下，材料留存的残余应力将会释放出来，造成零件变形，极大地影响了零件的加工精度和使用可靠性。
目前，在薄壁铝合金零件的加工中，单纯采用机械加工的方法难以消除加工应力，因此需用热处理工艺来消除零件的应力变形。然而，常规的热处理工艺，由于在热处理工序安排、热处理条件选定、热处理次数规定等方面存在诸多不合理之处，往往难以达到消除零件加工变形，稳定加工尺寸的目的，不能使零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种薄壁铝合金零件的热处理工艺，该热处理工艺有效解决了薄壁铝合金零件切削加工的应力变形问题，不仅稳定了加工尺寸，而且保证了零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。
本发明是一种薄壁铝合金零件的热处理工艺，所述的热处理工艺包括如下步骤：a）零件加工前固溶和时效高温热处理，b）零件粗加工后时效热处理，c）零件半精加工后再结晶时效热处理，d）零件精加工后正负温循环热处理。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a）中，零件加工前固溶和时效高温热处理条件为：热处理温度460～480℃，热处理时间80～100min。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b）中，零件粗加工后时效热处理条件为：热处理温度170～190℃，热处理时间6～8h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，零件半精加工后再结晶时效热处理条件为：热处理温度150～170℃，热处理时间4～6h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，零件精加工后正负温循环热处理包括连续三次同样条件下的正温热处理和负温热处理。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，正温热处理条件为：热处理温度150～170℃，热处理时间2～4h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，负温热处理条件为：热处理温度-185～-195℃，热处理时间1～3h。
本发明揭示了一种薄壁铝合金零件的热处理工艺，该热处理工艺有效解决了薄壁铝合金零件切削加工的应力变形问题，不仅稳定了加工尺寸，而且保证了零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例薄壁铝合金零件热处理工艺的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例薄壁铝合金零件热处理工艺的工序步骤图；该热处理工艺包括如下步骤：a）零件加工前固溶和时效高温热处理，b）零件粗加工后时效热处理，c）零件半精加工后再结晶时效热处理，d）零件精加工后正负温循环热处理。
实施例1
具体处理方法如下：
a）零件加工前固溶和时效高温热处理，采用460℃，100min的固溶＋时效热处理，通过不连续再结晶造成细晶粒，并改变晶粒形貌和组成相质分布，达到改善短横向的塑性和韧性的目的，从而改善铝合金零件材料组织的切削加工性能。
b）零件粗加工后时效热处理，由于在零件粗加工阶段的加工余量大，刀具磨损快，此时零件的加工应力最大，组织不稳定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，进行第２次170℃，8h的时效热处理，以消除加工应力，增加刀具的使用寿命，提高零件表面加工质量。
c）零件半精加工后再结晶时效热处理，半精加工后进行第３次150℃，6h的再结晶时效热处理，进一步消除零件的加工应力，保证加工零件内部应力得到完全释放，从而获得好的工艺性，稳定加工尺寸。
d）零件精加工后正负温循环热处理，零件精加工完成后，内、外形尺寸公差及几何公差均达到技术要求，但为了稳定精加工后的完工尺寸，连续进行三次正、负温循环热处理。首先，采用加热设备对零件进行150℃，4h的正温热处理，再将零件取出快速冷却，然后采用负温处理设备对冷却后的零件进行-185℃，3h的负温热处理，之后将零件快速取出，装入正温热处理用的加热设备，并再次进行相同条件下的正温热处理、负温热处理，随后进行第三次相同条件下的正温热处理、负温热处理。
实施例2
具体处理方法如下：
a）零件加工前固溶和时效高温热处理，采用470℃，90min的固溶＋时效热处理，通过不连续再结晶造成细晶粒，并改变晶粒形貌和组成相质分布，达到改善短横向的塑性和韧性的目的，从而改善铝合金零件材料组织的切削加工性能。
b）零件粗加工后时效热处理，由于在零件粗加工阶段的加工余量大，刀具磨损快，此时零件的加工应力最大，组织不稳定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，进行第２次180℃，7h的时效热处理，以消除加工应力，增加刀具的使用寿命，提高零件表面加工质量。
c）零件半精加工后再结晶时效热处理，半精加工后进行第３次160℃，5h的再结晶时效热处理，进一步消除零件的加工应力，保证加工零件内部应力得到完全释放，从而获得好的工艺性，稳定加工尺寸。
d）零件精加工后正负温循环热处理，零件精加工完成后，内、外形尺寸公差及几何公差均达到技术要求，但为了稳定精加工后的完工尺寸，连续进行三次正、负温循环热处理。首先，采用加热设备对零件进行160℃，3h的正温热处理，再将零件取出快速冷却，然后采用负温处理设备对冷却后的零件进行-190℃，2h的负温热处理，之后将零件快速取出，装入正温热处理用的加热设备，并再次进行相同条件下的正温热处理、负温热处理，随后进行第三次相同条件下的正温热处理、负温热处理。
实施例3
具体处理方法如下：
a）零件加工前固溶和时效高温热处理，采用480℃，80min的固溶＋时效热处理，通过不连续再结晶造成细晶粒，并改变晶粒形貌和组成相质分布，达到改善短横向的塑性和韧性的目的，从而改善铝合金零件材料组织的切削加工性能。
b）零件粗加工后时效热处理，由于在零件粗加工阶段的加工余量大，刀具磨损快，此时零件的加工应力最大，组织不稳定，因此，在零件粗加工去除大的切削余量后，进行第２次190℃，6h的时效热处理，以消除加工应力，增加刀具的使用寿命，提高零件表面加工质量。
c）零件半精加工后再结晶时效热处理，半精加工后进行第３次170℃，4h的再结晶时效热处理，进一步消除零件的加工应力，保证加工零件内部应力得到完全释放，从而获得好的工艺性，稳定加工尺寸。
d）零件精加工后正负温循环热处理，零件精加工完成后，内、外形尺寸公差及几何公差均达到技术要求，但为了稳定精加工后的完工尺寸，连续进行三次正、负温循环热处理。首先，采用加热设备对零件进行170℃，2h的正温热处理，再将零件取出快速冷却，然后采用负温处理设备对冷却后的零件进行-195℃，1h的负温热处理，之后将零件快速取出，装入正温热处理用的加热设备，并再次进行相同条件下的正温热处理、负温热处理，随后进行第三次相同条件下的正温热处理、负温热处理。
本发明揭示了一种薄壁铝合金零件的热处理工艺，该热处理工艺有效解决了薄壁铝合金零件切削加工的应力变形问题，不仅稳定了加工尺寸，而且保证了零件尺寸公差及几何公差达到技术要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。