① 鋁及鋁合金的熱處理有哪些
如果是鋁合金的熱處理強化方式主要有以下兩種種：
1．固溶強化
純鋁中加入合金元素，形成鋁基固溶體，造成晶格畸變，阻礙了位錯的運動，起到固溶強化的作用，可使其強度提高。根據合金化的一般規律，形成無限固溶體或高濃度的固溶體型合金時，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優良的塑性與良好的壓力加工性能。Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶體，並且均有較大的極限溶解度（見表9-2），因此具有較大的固溶強化效果。
2．時效強化
合金元素對鋁的另一種強化作用是通過熱處理實現的。但由於鋁沒有同素異構轉變，所以其熱處理相變與鋼不同。鋁合金的熱處理強化，主要是由於合金元素在鋁合金中有較大的固溶度，且隨溫度的降低而急劇減小。所以鋁合金經加熱到某一溫度淬火後，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間的延長而增高，但塑性、韌性則降低，這個過程稱為時效。在室溫下進行的時效稱為自然時效，在加熱條件下進行的時效稱為人工時效。時效過程中使鋁合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。其強化效果是依靠時效過程中所產生的時效硬化現象來實現的。
② 不同鋁合金可以通過哪些途徑達到強化的目的
1.細晶強化
2.熱處理強化（固溶熱處理、時效處理等）
3.形變強化（加工硬化)
4.形變熱處理強化（形變強化與熱處理強化綜合實行的一種強化手段）
③ 什麼是鋁合金的固溶處理和強化處理
固溶熱處理:
將合金加熱至高溫單相區恆溫保持,使過剩相充
分溶速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝
時效處理可分為自然時效和人工時效兩種自然時效是將鑄件置於露天場地半年以上，便其緩緩地發生形，從而使殘余應力消除或減少，人工時效是將鑄件加熱到550～650℃進行去應力退火，它比自然時效節省時間，殘余應力去除較為徹底.
根據合金本性和用途確定採用何種時效方法。高溫下工作的鋁合金適宜用人工時效，室溫下工作的鋁合金有些採用自然時效，有些必須人工時效。
從合金強化相上來分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般採用自然時效，而需要在高溫下使用或為了提高合金的屈服強度時，就需要採用人工時效來強化。比如LY11和LY12，40度以下自然時效可以得到高的強度和耐蝕性，對於150度以上工作的LY12和125-250度工作的LY6鉚釘用合金則需要人時效。含有主要強化相為MgSi，MgZn2的T相的合金，只有採用人工時效強化，才能達到它的最高強度。
對於一般鋁合金，自然時效時，屈服強度稍低而耐蝕性較好，採用人時效時，合金屈服強度較高而伸長率和耐蝕性都降低。對於鋁－鋅－鎂－銅系合金入LC4則相反，當採用人工時效時，合金耐蝕性比自然時效好。
選用不同品種鋼材作塑料模具，其化學成分和力學性能各不相同，因此製造工藝路線不同；同樣，不同類型塑料模具鋼採用的熱處理工藝也是不同的。本節主要介紹塑料模具的製造工藝路線和熱處理工藝的特點。
一、塑料模具的製造工藝路線
1.低碳鋼及低碳合金鋼制模具
例如，20，20Cr，20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成形→再結晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
2.高合金滲碳鋼制模具
例如12CrNi3A，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火並高溫回火→機械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
3.調質鋼制模具
例如，45，40Cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→調質→機械精加工→修整、拋光→裝配。
4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具
例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機械粗加工→去應力退火→機械半精加工→機械精加工→淬火、回火→研磨拋光→裝配。
5.預硬鋼制模具
例如5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）等鋼。對於直接使用棒料加工的，因供貨狀態已進行了預硬化處理，可直接加工成形後拋光、裝配。對於要改鍛成坯料後再加工成形的，其工藝路線為：下料→改鍛→球化退火→刨或銑六面→預硬處理（34～42HRC）→機械粗加工→去應力退火→機械精加工→拋光→裝配。
二、塑料模具的熱處理特點
（一）滲碳鋼塑料模的熱處理特點
1.對於有高硬度、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具，要選用滲碳鋼來製造，並把滲碳、淬火和低溫回火作為最終熱處理。
2.對滲碳層的要求，一般滲碳層的厚度為0.8～1.5mm，當壓制含硬質填料的塑料時模具滲碳層厚度要求為1.3～1.5mm，壓制軟性塑料時滲碳層厚度為0.8～1.2mm。滲碳層的含碳量為0.7%～1.0%為佳。若採用碳、氮共滲，則耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化、防粘性就更好。
3.滲碳溫度一般在900～920℃，復雜型腔的小型模具可取840～860℃中溫碳氮共滲。滲碳保溫時間為5～10h，具體應根據對滲層厚度的要求來選擇。滲碳工藝以採用分級滲碳工藝為宜，即高溫階段（900～920℃）以快速將碳滲入零件表層為主；中溫階段（820～840℃）以增加滲碳層厚度為主，這樣在滲碳層內建立均勻合理的碳濃度梯度分布，便於直接淬火。
4.滲碳後的淬火工藝按鋼種不同，滲碳後可分別採用：重新加熱淬火；分級滲碳後直接淬火（如合金滲碳鋼）；中溫碳氮共滲後直接淬火（如用工業純鐵或低碳鋼冷擠壓成形的小型精密模具）；滲碳後空冷淬火（如高合金滲碳鋼製造的大、中型模具）。
（二）淬硬鋼塑料模的熱處理
1.形狀比較復雜的模具，在粗加工以後即進行熱處理，然後進行精加工，才能保證熱處理時變形最小，對於精密模具，變形應小於0.05%。
2.塑料模型腔表面要求十分嚴格，因此在淬火加熱過程中要確保型腔表面不氧化、不脫碳、不侵蝕、不過熱等。應在保護氣氛爐中或在嚴格脫氧後的鹽浴爐中加熱，若採用普通箱式電阻爐加熱，應在模腔面上塗保護劑，同時要控制加熱速度，冷卻時應選擇比較緩和的冷卻介質，控製冷卻速度，以避免在淬火過程中產生變形、開裂而報廢。一般以熱浴淬火為佳，也可採用預冷淬火的方式。
3.淬火後應及時回火，回火溫度要高於模具的工作溫度，回火時間應充分，長短視模具材料和斷面尺寸而定，但至少要在40～60min以上。
（三）預硬鋼塑料模的熱處理
1.預硬鋼是以預硬態供貨的，一般不需熱處理，但有時需進行改鍛，改鍛後的模坯必須進行熱處理。
2.預硬鋼的預先熱處理通常採用球化退火，目的是消除鍛造應力，獲得均勻的球狀珠光體組織，降低硬度，提高塑性，改善模坯的切削加工性能或冷擠壓成形性能。
3.預硬鋼的預硬處理工藝簡單，多數採用調質處理，調質後獲得回火索氏體組織。高溫回火的溫度范圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要求。由於這類鋼淬透性良好，淬火時可採用油冷、空冷或硝鹽分級淬火。表3-27為部分預硬鋼的預硬處理工藝，供參考。
表3-27 部分預硬鋼的預硬處理工藝
鋼 號 加熱溫度/℃ 冷卻方式 回火溫度/℃ 預硬硬度HRC
3Cr2Mo 830～840 油冷或160～180℃硝鹽分級 580～650 28～36
5NiSCa 880～930 油冷 550～680 30～45
8Cr2MnWMoVS 860～900 油或空冷 550～620 42～48
P4410 830～860 油冷或硝鹽分級 550～650 35～41
SM1 830～850 油冷 620～660 36～42
（四）時效硬化鋼塑料模的熱處理
1.時效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進行固溶處理，即把鋼加熱到高溫，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體後淬火獲得馬氏體組織。第二步進行時效處理，利用時效強化達到最後要求的力學性能。
2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐、箱式爐中進行，加熱時間分別可取：1min/mm、2～2.5min/mm，淬火採用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷。如果鍛造模坯時能准確控制終鍛溫度，鍛造後可直接進行固溶淬火。
3.時效處理最好在真空爐中進行，若在箱式爐中進行，為防模腔表面氧化，爐內須通入保護氣氛，或者用氧化鋁粉、石墨粉、鑄鐵屑，在裝箱保護條件下進行時效。裝箱保護加熱要適當延長保溫時間，否則難以達到時效效果。部分時效硬化型塑料模具鋼的熱處理規范可參照表3-28。
表3-28 部分時效硬化鋼的熱處理規范
鋼 號 固溶處理工藝 時效處理工藝 時效硬度HRC
06Ni6CrMoVTiAl 800～850℃油冷 510～530℃×（6～8）h 43～48
PMS 800～850℃空冷 510～530℃×（3～5）h 41～43
25CrNi3MoAl 880℃水淬或空冷 520～540℃×（6～8）h 39～42
SM2 900℃×2h油冷+700℃×2h 510℃×10h 39～40
PCR 1050℃固溶空冷 460～480℃×4h 42～44
三、塑料模的表面處理
為了提高塑料模表面耐磨性和耐蝕性，常對其進行適當的表面處理。
1.塑料模鍍鉻是一種應用最多的表面處理方法，鍍鉻層在大氣中具有強烈的鈍化能力，能長久保持金屬光澤，在多種酸性介質中均不發生化學反應。鍍層硬度達1000HV，因而具有優良的耐磨性。鍍鉻層還具有較高的耐熱性，在空氣中加熱到500℃時其外觀和硬度仍無明顯變化。
2.滲氮具有處理溫度低（一般為550～570℃），模具變形甚微和滲層硬度高（可達1000～1200HV）等優點，因而也非常適合塑料模的表面處理。含有鉻、鉬、鋁、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能，用作塑料模時進行滲氮處理可大大提高耐磨性。
適於塑料模的表面處理方法還有：氮碳共滲、化學鍍鎳、離子鍍氮化鈦、碳化鈦或碳氮化鈦，PVD、CVD法沉積硬質膜或超硬膜等
http://jpkc.cec.e.cn/jpkc/cygysj/top_all/w_ziyuanku/cailiao/13.4.htm
參考資料：http://jpkc.cec.e.cn/jpkc/cygysj/top_all/w_ziyuanku/cailiao/13.4.htm
④ 鋁合金的強化方式
固溶強化、時效強化、細化組織強化和冷變形強化
⑤ 鋁合金壓鑄件表面處理有哪些方法如何選擇
1、鋁及其合金的電化學表面強化處理
2、鋁及鋁合金環保型化學拋光
3、鋁的鹼性電解拋光工藝
4、YL112鋁合金錶面處理工藝技術
5、鋁材磷化
⑥ 鋁合金強化分為幾種方式
細晶強化，沉澱強化，加工強化。
⑦ 不同鋁合金可通過哪些途徑達到強化目的
鑄造鋁硅合金可通過變質處理達到強化的目的。能熱處理強化的變形鋁合金可利用時效強化（固溶處理後時效處理）達到強化目的。
⑧ 如何增加鋁合金硬度
提高鋁合金的硬度：
1.加工強化
加工強化也稱冷作硬化，就是金屬材料在再結晶溫度以下冷變形加工如鍛造、壓延、拉拔、拉伸等，冷變形時，金屬內部位錯密度增大，且相互纏結並形成胞狀結構，阻礙位錯運動。變形度越大位錯纏結越嚴重，變形抗力越大，強度越高。冷變形後強化的程度隨變形度、變形溫度及材料本身的性質而不同。同一材料在同一溫度下冷變形時，變形度越大則強度越高，塑性則越低。
2．固溶強化
在純鋁中添加某些合金元素形成無限固溶體或有限固溶體，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優良的塑性與良好的壓力加工性能。在一般鋁合金中固溶強化最常用的合金元素是銅、鎂、錳、鋅、硅、鎳等元素。一般鋁的合金化都形成有限的固溶體，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶體，並且都有較大的極限溶解度能起較大的固溶強化效果。
3. 組織強化
在鋁合金中添加微量元素以細化晶粒組織是提高鋁合金力學性能的另一種重要手段。
變形鋁合金中添加微量鈦、鋯、鈹、鍶以及稀土元素，它們能形成難熔化合物，在合金結晶時作為非自發晶核，起細化晶粒作用，提高合金的強度和塑性。
4．過剩相強化
當鋁中加入的合金元素含水量超過其極限溶解度時，淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現稱之為過剩相。在鋁合金中過剩相多為硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中起阻礙滑移和位錯運動的作用，使強度、硬度提高，而塑性、韌性降低。合金中過剩相的數量愈多，其強化效果愈好，但過剩相多時，由於合金變脆而導致強度、塑性降低。
5．時效強化
鋁合金熱處理後可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間和延長而增高，但塑性降低。這個過程就稱時效。時效過程中使合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。
⑨ 鋁合金的強化機制有哪些
這裡面有相變發生：
鋼的淬火與回火是過飽和固溶體的固溶強化、高強度、鎂合金之類，淬火+回火適用於有固態相變的金屬材料、鈦的合金等等，如鋁合金，如鐵的合金，但是脆性大本質區別、沉澱強化），必須通過回火來損失一部分硬度或強度來提高塑性和韌性。
有色金屬的固溶處理+時效是第二相強化，淬火後就有高硬度。
所以，這裡面基體沒有相變發生、銅合金。固溶處理後強度硬度幾乎無變化。而固溶處理+時效適合於沒有固態相變的材料，必須通過時效來析出第二相來強化
⑩ 鋁合金的熱處理強化方法和鋼的有何不同
具體的熱處理工藝不同，機理也不同。鋁合金沒有同素異構轉變，所以為了提高鋁合金強度，只能夠採用固溶處理+時效的方式，而鋼（實際上是鐵）有同素異構轉變，所以可以通過相變來提高強度，也就是通常說的淬火+回火，除此之外，其他熱處理機理沒有什麼不同，比如去應力退火、再結晶退火、均勻化退火、擴散退火等。
鋁合金很少有用淬火的，鋁合金多用時效、人工實效、冷作硬化的方法提高強度、硬度。