摘 要：压铸铝合金需要在低温的条件下进行，在最佳的制作铝合金工艺条件下进行，利用扫描电镜对热处理过程中合金组织的变化进行研究，并且分析合金性能如何提高。同时，了解合金拉伸强度的提高值和布氏提高值，对低温时效对某些压铸铝合金性能已有很大的帮助。
关键词：低温时效；压铸；铝合金；强度
       在压铸铝合金的过程中，压铸型腔内的气体会长时间内存贮在里面，没有机会溢出，这些气体会被全部卷入到铸件当中。随之压力的增加，达到一定的数值。这些气体在热处理过程中开始膨胀，使铸件产生变形和鼓包。因此压铸合金需要用低温时效的方式处理，而不能通过热处理强化。压铸模的冷却作用，可以使压铸铝合金中的元素呈过饱和状态，这是铝合金热处理的基础。利用压铸模冷却作用来代替铝合金的固溶处理，这样就可以避免铸件产生变形和鼓包的影响，也可以达到强大铝合金的目的。
1 实验和方法
       实验材料是高强度压铸铝合金，其成分包括 Si：11.0%~12.0%、Cu：0.2% 、Fe：0.2% 、Mn：0.5% ~0.8% 、Mg：0.1% 、Zn：0.5% 、Ti：0.1% ~0.2%、AI：余量。将这些材料在工业电阻炉中熔炼，采用钟罩法精炼，静置 10 分钟左右后扒渣，在 700℃以后进行变质处理，在实验室的条件下，操作时间不是很长，使用 3%的三元通用变质剂即可，同时为防止变质衰退可以考虑使用含锶的长效变质剂。变质后降温并扒渣，变质后在卧式冷室压铸机上浇注。拉伸式样压铸模采用标准进行拉伸，直接使用毛坯测试用式样。这样得到的毛坯式样压铸工艺的参数：实际浇注温度为 690~710℃，压射比压 110MPa，冲头移动速度为 1.5m/s，留模时间为 10~15s。准备式样，将式样分为两组，一组投入水中激冷，一组式样出模后空冷，两组式样同时都进行时效处理，实验考察经过不同的热处理后的布氏硬度、拉长率和抗拉强度三项指标的变化规律。测试用仪器设备包括万能材料试验机，布洛维硬度计，划线工具和游标卡尺等。
2 试验结果与分析
       通过两组式样的力学性能与热处理工艺关系曲线图进行观察，从强度与热处理工艺条件的关系曲线图查看，在 150℃时，两组式样的抗拉强度均随时效时间的延长呈现增加趋势，20 小时后没有发现降低，说明在 150℃时效在 20 小时内不存在过时效的问题，在整个过程当中，由于温度没有过低未获取强度峰值。在 165℃时，第一组试样保温时间在 12 小时以内，强度不断增大，到 12 小时到达峰值，随后下降，出现过时效，第二组试样强度 6 小时出现一峰值，然后下降，到 9 小时停止下降，到 12 小时后又升高。180℃时效时，第一组试样时效 2 小时强度和铸态相比，有明显的提高，6 小时候后，强度不断下降，第二组试样时效 2 小时的强度比第一组的小，到4 小时达到峰值。这说明第一组试样 180℃时效 6 小时后出现过时效，而第二组试样在 4 小时后出现过时效。
       从硬度与热处理工艺条件的关系曲线图查看。在 150℃时效，两组式样的硬度很快的提升，两组式样的硬度均一致随时间增加而增加，与强度时间曲线变化规律是一致。在 165℃时效，第一组式样硬度不断增加，到 9 个小时以后开始下降。第二组试样整个 15 小时内先升高后稍有下降。两组均有幅度不大的硬度升降变化。从伸长率与热处理工艺关系图查看。三个时效温度下，伸长率较铸态都有明显的下降，伸长率下降在各时效，在 180℃时下降最多。从三个关系图看，时效处理对合金性能有很大的影响，时效温度和时间是影响合金性能的关键因素。如果有高的硬度、强度和一定的伸长率，第一组试样，165℃，9 小时为宜，第二组试样 180℃，4小时为宜。虽然两组式样在力学性能随时间不同的变化规律，但是在最佳工艺条件有相近的峰值。所以对薄壁压铸件热处理时出模后可以不水淬。
3 时效时间对性能的讨论
       铝合金的时效时间与强度的变化曲线图可以看出压铸铝合金的时效强化效果。随着时效时间不断的增加，合金的强度和硬度不断提高。如果时效温度足够高，硬度和强度就可以达到峰值，此时形成中间亚稳态沉淀物。随着时效不断进行，使中间稳态沉淀物集中和粗化，形成平衡沉淀，合金进入时效阶段，硬度和强度都会下降。
经过低温时效处理的铝合金合金的抗拉强度有显著的提升，超过只有单纯进行人工时效的铝合金。人工时效处理对铝合性能有明显的影响，时效过程中，固溶体中形成的析出物阻碍位错运动，使得铝合金得到强化。当沉淀洗出过滤相质点间距正好与位错弯曲半径相同，位错运动将受到最大的阻碍，合金具有高强度。
4 时效对压铸铝合金性能的影响
       时效强化动力学表明，固溶处理之后，溶质原子过饱和度越大，时效过程中强化相析出动力也就越大。提高固溶的加热温度，延长固溶加热的时间，时效强化后，可以让合金的硬度、强度提高。提高固溶加热温度，让合金晶粒粗化，使合金强度降低。综合考虑这些因素，本文采用低温时效对压铸铝合金进行处理，在低温下进行试验，防止晶粒粗化，保证在固溶处理后获得均匀细小的晶粒，为时效处理提供良好的基础组织。时效温度较高时，强化析出速度也比较高，随着时间的不断延长，强化也不断增加，在 10 小时，硬度和强度最高。这些现象说明，时效对压铸铝合金性能有着明显的影响。
       本文通过对高强度压铸铝合金的试验和分析，了解低温时效对压铸铝合金性能的影响，时效技术在对铝合金的强化生产中有很大的作用。对压铸铝合金时效技术的了解，也是为了紧密结合现在工程对铝合金的需求量比较大的现象。揭示热处理能够缩短铝合金时效时间、对铝合金性能的影响。通过实验表明，我们对低温时效对铝合金的影响进行了更好的分析，揭示铝合金强化时效工艺。力学性能提高的同时，铝合金的硬度、强度能力有了强化，时效时间缩短可以降低成本，时效技术经济效益显著。
铝合金压铸在汽车、航空等多个领域中得到广泛应用，但是与国外相比，国内的压铸铝合金工艺还不是很成熟，需要以后不断的实验研究压铸铝合金组织的性能，提高压铸铝合金工艺技术。