關(guān)鍵詞：涂裝工藝；T6狀態(tài)；A356鋁合金；電導(dǎo)率
鋁合金輪轂是鋼制輪轂的良好替代品，已廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和客車(chē)上。2000年世界鋁合金輪轂需求量已達(dá)1.1億只。權(quán)威人士預(yù)測(cè)[1]，在未來(lái)十年內(nèi)，我國(guó)轎車(chē)輪轂鋁化率達(dá)到或接近50％，按照每輛轎車(chē)5輪（1輪備用）和50%的輪轂的鋁化率計(jì)算，并考慮其他車(chē)輛及維修零售所用鋁輪轂，預(yù)計(jì)2010年我國(guó)鋁輪轂需求量將超過(guò)1000萬(wàn)只，2020年將超過(guò)18000萬(wàn)只，因此鋁合金輪轂市場(chǎng)潛力巨大。
為了提高鋁合金輪轂運(yùn)行可靠性、耐久性以及外觀裝飾性，鋁合金輪轂在熱處理后一般要進(jìn)行涂裝處理。在涂裝處理之前要進(jìn)行除油、除銹、磷化三個(gè)工序的預(yù)處理。在預(yù)處理后期需要進(jìn)行烘干處理，其溫度為210℃，烘干后進(jìn)行涂裝，根據(jù)廠商的要求進(jìn)噴涂、粉末涂料、電鍍等涂裝工藝，噴漆、電鍍后進(jìn)行烤漆。目前常用的烤漆工藝為160℃、100℃雙重烤漆。因此涂裝烘烤工藝對(duì)T6處理的鋁合金輪轂的組織和力學(xué)性能有一定的影響。研究涂裝工藝對(duì)合金力學(xué)性能的影響，對(duì)優(yōu)化T6熱處理工藝具有一定的實(shí)際意義。
1 試驗(yàn)過(guò)程
目前鑄造鋁合金輪轂的主要合金為A356合金，其成分見(jiàn)表1，輪轂成形后，進(jìn)行T6熱處理，固溶溫度540℃，時(shí)間6h，時(shí)效溫度180℃，時(shí)間4h，時(shí)效后按照表2參數(shù)進(jìn)行三級(jí)涂裝。
表1 A356合金輪轂各合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) ％
| Si | Mg | Ti | Sr | Fe | Cu | Mn | Zn | Al |
| 6.8～7.2 | 0.30～0.38 | 0.08～0.15 | ≤0.018 | ≤0.018 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.1 | 余量 |
表2 A356合金輪轂三級(jí)涂裝工藝參數(shù)
| 工藝類(lèi)別 | 一級(jí)涂裝 | 二級(jí)涂裝 | 三級(jí)涂裝 |
| 涂裝溫度/℃ | 210 | 160 | 100 |
| 涂裝時(shí)間/min | 20～25 | 20～25 | 20～25 |
拉伸試驗(yàn)用來(lái)研究合金力學(xué)性能的變化。拉伸試棒在輪轂上輪緣處取樣，拉伸試棒加工成5倍標(biāo)準(zhǔn)拉伸試棒。拉伸試驗(yàn)在WDW－50微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，拉伸速率為5mm／s。
電導(dǎo)率和DSC試驗(yàn)用來(lái)研究合金的微觀組織變化。電導(dǎo)率測(cè)量在室溫下進(jìn)行，其試樣為20mm×8mm×4mm的矩形試樣，研究合金位錯(cuò)、析出相和固溶情況的變化；DSC試驗(yàn)在DSC差熱分析儀上進(jìn)行，試樣為直徑5mm、高度1mm的圓形試樣，熱處理后，立即進(jìn)行DSC分析，研究強(qiáng)化相和平衡相的析出轉(zhuǎn)變溫度和峰值的變化。
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
研究合金在T6及雙級(jí)時(shí)效兩種熱處理工藝條件下硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的變化：T6工藝為540℃6h＋180℃4h；雙級(jí)時(shí)效工藝為540℃6h＋110℃2h＋180℃4h。
2.1 涂裝工藝對(duì)合金力學(xué)性能的影響
涂裝對(duì)兩種熱處理工藝條件下合金的強(qiáng)度性能的影響見(jiàn)圖1，對(duì)伸長(zhǎng)率的影響見(jiàn)表3。
表3 兩種涂裝工藝制度下A356合金的伸長(zhǎng)率 ％
| 工藝類(lèi)別 | 未涂裝 | 一級(jí)涂裝 | 二級(jí)涂裝 | 三級(jí)涂裝 |
| T6工藝 | 9 | 9 | 9 | 10 |
| 雙級(jí)時(shí)效工藝 | 10 | 10 | 10.5 | 10 |
從圖1可以看出，涂裝工藝對(duì)兩種熱處理工藝合金性能的影響趨勢(shì)一致，一級(jí)涂裝后，合金的強(qiáng)度性能降低，經(jīng)過(guò)二級(jí)涂裝，合金的強(qiáng)度性能增加，而經(jīng)過(guò)三級(jí)涂裝，合金的性能又有所降低，但相對(duì)未涂裝工藝，合金的性能呈增加的趨勢(shì)，尤其對(duì)于雙級(jí)時(shí)效工藝，涂裝工藝對(duì)強(qiáng)度的影響更為明顯。從表3可以看到，涂裝工藝對(duì)伸長(zhǎng)率的影響并不明顯。因此，涂裝工藝在不改變合金伸長(zhǎng)率的情況下，在一定程度上提高了合金的強(qiáng)度性能。
圖1 涂裝工藝對(duì)A356合金熱處理后強(qiáng)度的影響
2.2 電導(dǎo)率分析
對(duì)T6工藝下三級(jí)涂裝狀態(tài)下A356合金進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)試，結(jié)果如圖2所示。
圖2 涂裝工藝對(duì)T6狀態(tài)下A356合金電導(dǎo)率的影響
由圖2可知，經(jīng)過(guò)一級(jí)涂裝后，合金的電導(dǎo)率顯著上升，二級(jí)涂裝后，電導(dǎo)率有所下降，三級(jí)涂裝后，合金電導(dǎo)率又有所回升，相對(duì)于一級(jí)涂裝來(lái)說(shuō)，二級(jí)涂裝和三級(jí)涂裝對(duì)合金電導(dǎo)率影響不大。文獻(xiàn)[2]研究熱處理對(duì)Cu-Mg-Cr合金的電導(dǎo)率的影響時(shí)指出，由于鉻溶入銅基體中，使自由電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生散射的幾率增加，導(dǎo)致電導(dǎo)率下降。對(duì)于A356合金來(lái)說(shuō)，一級(jí)涂裝后，一方面由于α-Al中固溶的硅元素繼續(xù)從基體中脫溶，另一方面析出的硅元素可作為Mg2Si的形核核心[3-4]，使Mg2Si聚集長(zhǎng)大，降低了Mg2Si在基體中分布的均勻性和致密度，從而降低了合金對(duì)自由電子的散射率，從而導(dǎo)致了電導(dǎo)率增加。關(guān)于合金微觀組織對(duì)電導(dǎo)率的影響，二級(jí)涂裝和三級(jí)涂裝對(duì)合金電導(dǎo)率有一定影響，但變化不大，說(shuō)明此時(shí)硅的脫溶和Mg2Si的聚集長(zhǎng)大已基本結(jié)束。
