固溶处理对4004铝合金组织与力学性能的影响

　　4004铝合金作为434复合铝带箔的包覆层，广泛应用于汽车、空调机、制氧机等散热器的制造。由于4004合金中硅含量较高，硅相呈粗大的片状或针状对基体产生严重的割裂作用，降低了合金的力学性能，尤其是塑性，影响了随后的轧制过程，降低了成品率。提高铝合金综合力学性能的一个重要的手段就是细化合金组织。通过变质处理能够对铝硅合金的组织进行细化，采用不同的变质剂能分别对铝或硅进行细化，起到改善组织和性能的作用[1-3]。通过合适的热处理能够进一步改善合金的组织和性能[4-8]。研究发现[9]，变质后的铝硅合金在热处理过程中，硅会发生粒状化过程。硅的粒化过程和效果主要受固溶处理工艺(固溶温度与保温时间)[10]以及由变质状态决定的硅原始铸态组织的影响，将变质处理与适当的热处理工艺参数相配合，有利于提高铝硅铸造合金热处理的质量和生产效率[11]。

　　为达到细化铝合金组织，并改善其力学性能的目的，作者前期对4004铝合金进行了RE-Ba-Sb复合变质处理，RE-Ba-Sb变质明显细化了4004铝合金铸态组织，但硅仍然呈纤维状。为了得到颗粒状的硅，进一步提高其强韧性，需要对RE-Ba-Sb变质后的4004铝合金进行固溶+时效热处理。固溶温度和固溶时间是该热处理工艺中的重要参数。因此，制定合理的固溶制度，才能在时效过程后获得更好的力学性能。本文在固定时效处理200℃×6h不变的情况下，研究了固溶处理工艺对在最佳变质工艺下变质处理的4004铝合金组织及性能的影响。

　　1 试验材料及方法

　　试验采用4004铝合金为原料，称取一定量的4004铝合金放入电阻坩埚炉中加热熔化，对熔体进行旋转喷吹精炼处理，然后向溶液中加入一定量的RE-Ba-Sb变质剂，对熔液进行搅拌。然后保温一段时间后，浇入预热400℃的金属型中。其中旋转喷吹设备XD-J-100BP型除气精炼机。具体工艺为: 吹入压力为0.5MPa的高纯氩气(99.999%)，气体流量为0.4m³/h，转子转速为400r/min，精炼时间为15min。

　　变质具体工艺为将熔体的温度升至变质温度760℃ ，加入变质剂，搅拌充分，保温60min，然后把温度降到720℃，不扒渣直接进行浇铸，使熔体均匀的流入预热至400℃的金属型中。其中变质剂的加入量(质量分数)为: 0.01%RE，0.2%Ba，0.05%Sb。

　　热处理在箱式电阻炉中进行，升温速度: 0～500℃温度区间内，4℃/s; 500℃以上，3℃/s。试样分别在480、490、500、520和540℃的固溶温度下，选取保温1、2、3、6和9h进行固溶处理，然后快速淬入冷水中。将固溶处理后的试样在200℃时效6h。

　　2 试验结果及讨论分析