汉光重工有限责任公司军品部精加中心 （河北邯郸 056028） 陈旭波

随着我国装备制造业的快速发展，铝制零件的加工变得越来越重要，而其中很多是常见的装备外壳体，且大多是较大的薄壁壳体。此类零件常用铝锭铸造成形，铸成后为使零件材料组织满足切削加工性能和物理性能，一般都要进行热处理淬火和时效。由于结构上的特殊性，该类零件热处理后会产生明显的变形；作为薄壁件，这类零件如果热处理后变形太大，就无法满足使用要求。而零件变形后一般的解决措施是对零件先进行热处理退火，而后让钳工进行校形，这样钳工虽然能够对零件校形，但由于退火，零件材料的强度和硬度都大大降低，影响零件性能，而如果不退火，零件则难以校形。解决思路就是找到在零件不用退火的状态下可以对零件校形的方法。

笔者长期从事机械加工工艺的编制，现就现实生产中遇到的此类问题和通过试验采取的一些解决措施，与大家相互探讨和交流。

图1为某型号设备的外壳体，形如簸萁状，通体壁厚为4mm，要求除大平面和平面周边轮廓铸造留量加工成形外，零件其他表面皆直接铸造成形。零件外形尺寸为：宽500mm，高约800mm，两弧面半径为500mm和400mm。由于属于薄壁壳体，为保证零件铸造精度和表面质量，结合铸造成本，工艺上采取金属型砂型铸造。

要求零件的热处理状态为 T6（淬火+人工时效）。为了减小淬火时的零件变形，铸造时从工艺角度要求对零件加铸支撑筋（见图1）。然而热处理时，经过淬火和人工时效，零件变形很严重，不能满足使用要求。笔者尝试把零件固定到厚钢板上进行热处理（见图2），但热处理后松开夹板，零件仍然变形严重，认为可能是钢板和铝材热膨胀系数不同所致。然后笔者调查热处理的整个过程，发现零件的变形主要发生在淬火过程中，而在零件进行人工时效过程中变形很小。铸铝件进行热处理（T6状态）的目的和原理：T6状态是为了使零件得到较高强度。原理是淬火是让材料产生大量的过饱和固溶体，而过饱和固溶体析出组织的结晶体能够硬化材料组织。而后的人工时效是为了加速结晶体的长成聚集和弥散，从而使材料短时间内达到性能要求。如果淬火后让零件材料在常温下自然形成结晶体（即自然时效），这一过程需要100~150h，所以自然结晶过程比较缓慢，而人工时效的目的是加速它的发展。铝材零件淬火后在晶体形成前材料非但没有变硬反而变得比之前更软，塑性更好，形似退火效应。

图1

图2

根据上述原理，笔者从工艺上采取：在零件淬火后短时间内让钳工对其校形，而后再进行人工时效这一措施来减小零件的热处理变形。具体做法：淬火后，待零件温度降至40℃以下时（即人带上手套能够触摸时），让钳工根据零件尺寸进行校形，因是薄壁件，且零件材料此时比较软，故一般使用木锤子进行校形，必要时可用工装夹持校形，待零件形状满足图样尺寸后，进行人工时效或自然时效，这样零件变形就非常小。通常情况下，淬火后1h左右，零件便能进行校形，如果时间耽搁太长，由于固溶体析出组织开始结晶，零件材料开始变硬，这样就难以校形。