【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金热处理，特别涉及一种铝使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法。
技术介绍
1、线型分离是高性能多级飞行器分离的主要形式。飞行器的某些舱段除常规舱体维持气动外形、承载要求外，还需在飞行过程中实现分离，以满足设计要求。然而，传统铝合金材料在满足大机动、大过载的准静态高强韧前提下，分离药量高、冲击响应大，对高性能多级飞行器轻量化和性能造成严重影响：冲击药量较大时，需要对各类安装支架进行大幅增厚设计以确保刚度，该过程会导致飞行器的轻量化水平显著降低。此外，大冲击响应会恶化舱内的飞行环境，严重时甚至造成脆性元器件失效而导致飞行失控，此时不得不增加大量缓冲结构，部分高等精密仪器和设备无法应用，且难以进行集成化电气设计，设备性能显著降低。
2、现有应用最广的高强韧轻合金中，铝合金如zl114a等虽满足准静态强韧性要求，但切割索量高导致分离冲击响应大，无法兼顾准静态强韧性与高速冲击脆性。因此，在维持铸造铝合金准静态强韧性前提下，提升其高速冲击脆性，是提升多级飞行器轻量化水平及性能的关键。
技术实现思路
1、针对传统轻合金材料在满足大机动、大过载的准静态高强韧前提下，分离药量高、冲击响应大，高性能多级飞行器轻量化和性能遭受损失的问题及高速冲击脆性不足的问题，提供一种通过热处理使铝合金兼具准静态强韧性和高速冲击脆性的方法，通过压力与温度调节获得铸件晶粒“双峰组织”分布的显微组织，在受到高速冲击时，合金“双峰组织”的大尺寸晶粒将有利于裂纹源的生成和裂纹扩展，使合金具备
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面，一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，包括：
4、步骤一，将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压；
5、步骤二，步骤一保温保压结束后，降低压力，同时升温，在高于晶粒长大温度下完成保温保压；
6、步骤三，在步骤二保温保压结束后，升高压力，同时降温，重复步骤一和步骤二，完成共计4～6个循环低温高压以及高温低压热处理。
7、进一步地，所述铝合金铸件为砂型铸造al-si系铝合金铸件，按质量百分比计，其成分为：si 4.0～10.0％，mg 0.30～0.75％，cu 0～4.5％，ti 0～0.25％，be 0～0.4％，其余为al。
8、进一步地，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，在升温升压前，对热等静压炉抽真空，并通入惰性气体作保护气和压力介质。
9、进一步地，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，压力升至160～180mpa且以升温速率0.03～0.06℃/s温度升至480～500℃后，保温保压30～60min。
10、进一步地，所述步骤一保温保压结束后，降低压力，同时升温，在高于晶粒长大温度下完成保温保压的步骤中，待压力降低至120～140mpa且以升温速率0.03～0.06℃/s温度升高至520～540℃后，保温保压5～10min。
11、进一步地，所述在步骤二保温保压结束后，升高压力，同时降温，重复步骤一和步骤二，完成共计4～6个循环低温高压以及高温低压热处理的步骤中，降温速率0.05～0.2℃/s。
12、进一步地，结束循环热处理后，打开减压阀并随热等静压炉自然降温，终点是常温常压。
13、进一步地，所述热处理方法还包括：对热等静压后的铸件进行时效处理，时效温度为165～180℃，时效时间为8～12h。
14、第二方面，根据第一方面所述一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法处理后的铸造铝合金，晶粒尺寸呈“双峰组织”分布。
15、根据本专利技术提供的一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，具有以下有益效果：
16、(1)本专利技术提供的一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，热处理过程利用压力及温度作用下的溶质偏聚效应，有效抑制部分晶粒长大，晶粒择优生长，最终使铸件晶粒尺寸具有“双峰组织”分布特性。铸件在受到高速冲击后，侵彻前端产生的裂纹极易沿着铸件大尺寸晶粒方向扩展。因此，在同等切割索药量下，具备“双峰组织”的铸件整体侵彻深度更深，可以实现低药量分离；
17、(2)本专利技术提供的一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，通过热处理使铝合金兼具准静态强韧性和高速冲击脆性，高速冲击脆性降低了切割索药量，低药量冲击响应的降低，保证了高等级精密仪器的使用环境以及进行集成化电气设计的条件；且低冲击响应可大幅减少各类支架安装以及增厚设计，提升了轻量化水平；
18、(3)本专利技术提供的一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，铝合金“hall-petch”系数较小，其力学性能对晶粒尺寸变化较不敏感，铸件“双峰组织”中的大晶粒成分虽导致平均晶粒尺寸有一定幅度上升，但仍可以维持在准静态下的高强韧性；
19、(4)本专利技术提供的一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，铸件热处理在热等静压炉内完成了固溶处理，铸件内部的存在的气孔也可以在该阶段实现闭合，提升了铸件的合格率。
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1.一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述铝合金铸件为砂型铸造Al-Si系铝合金铸件，按质量百分比计，其成分为：Si 4.0～10.0％，Mg 0.30～0.75％，Cu 0～4.5％，Ti 0～0.25％，Be 0～0.4％，其余为Al。
3.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，在升温升压前，对热等静压炉抽真空，并通入惰性气体作保护气和压力介质。
4.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，压力升至160～180MPa且温度升至480～500℃后，保温保压30～60min。
5.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉
6.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述步骤一保温保压结束后，降低压力，同时升温，在高于晶粒长大温度下完成保温保压的步骤中，待压力降低至120～140MPa且温度升高至520～540℃后，保温保压5～10min。
7.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述步骤一保温保压结束后，降低压力，同时升温，在高于晶粒长大温度下完成保温保压的步骤中，升温速率为0.03～0.06℃/s。
8.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述在步骤二保温保压结束后，升高压力，同时降温，重复步骤一和步骤二，完成共计4～6个循环低温高压以及高温低压热处理的步骤中，降温速率0.05～0.2℃/s。
9.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法还包括：对热等静压后的铸件进行时效处理，时效温度为165～180℃，时效时间为8～12h。
10.一种铝合金铸件，其特征在于，采用权利要求1至9之一所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法处理得到，晶粒尺寸呈“双峰组织”分布。
...【技术特征摘要】
1.一种使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述铝合金铸件为砂型铸造al-si系铝合金铸件，按质量百分比计，其成分为：si 4.0～10.0％，mg 0.30～0.75％，cu 0～4.5％，ti 0～0.25％，be 0～0.4％，其余为al。
3.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，在升温升压前，对热等静压炉抽真空，并通入惰性气体作保护气和压力介质。
4.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，压力升至160～180mpa且温度升至480～500℃后，保温保压30～60min。
5.根据权利要求1所述的使铸造铝合金获得可线型分离特性的热处理方法，其特征在于，所述将铝合金铸件放入热等静压炉，升温升压，并在低于晶粒长大温度下保温保压的步骤中，升温速率为0.03～0.06℃/s。
【专利技术属性】
技术研发人员：肖旅，华溪如，董喜旺，吴海，杨力祥，龚政轩，庞松，王一笑，季松，柯林达，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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