固熔處理時(shí)效處理工藝概述

1、一、固熔處理、時(shí)效處理工藝概述1、熱處理制度及性能    變形鋁合金經(jīng)固溶處理(俗稱淬火)和時(shí)效(用于2XXX系合金、4XXX系合金、6XXX系合金、7XXX系合金等)后，其提高了強(qiáng)度、增加了硬度，特別如合金2014、2024、6061、7075等，其熱處理強(qiáng)化效果非常顯著，且常用的熱處理方式有：    T 3  固溶體處理后，冷加工并自然時(shí)效     T 4  固溶體處理后，直接自然時(shí)效 

2、60;   T 6  固溶處理后人工時(shí)效    T 7  固溶處理后人工時(shí)效至過時(shí)效狀態(tài)    T 8  固溶體處理后，冷加工并人工時(shí)效     T 9  固溶體處理后人工時(shí)效并冷加工     TX 51  固溶體處理后用拉伸的方法消除內(nèi)部

3、應(yīng)力，如T651    TX 52  固溶體處理后用壓縮的方法消除內(nèi)部應(yīng)力    目前國內(nèi)外市場(chǎng)供應(yīng)的幾種典型鋁合金固溶處理后其性能及主要用途有：A2024-T6, ,T351；A2014-T6，T651，主要用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)(蒙皮,骨架,肋梁,隔框等),鉚釘,導(dǎo)彈,構(gòu)件,上學(xué)車輪轂,螺旋槳元件及其他各種結(jié)構(gòu)件, 強(qiáng)度高，有一定的耐熱性，可用作150以下的工作零件，工作溫度高于125°C時(shí)，2024合金的強(qiáng)度比7075合金的還高。這類合金熱處理強(qiáng)化效果顯著，但

4、熱處理工藝要求嚴(yán)格，抗蝕性較差，焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。其主要性能指標(biāo)為：    硬度HB  120，密度  2.85，抗拉強(qiáng)度  470，疲勞強(qiáng)度  325，延伸率10 A6061-T6, T651具有中等強(qiáng)度，其強(qiáng)度不能與2XXX系或7XXX系相比，但鎂、硅合金特性多，具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點(diǎn)及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于要求有一定強(qiáng)度和抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)件

5、，如制造卡車，塔式建筑，船舶，電車，鐵道車輛，家具，航天、電器固定裝置、通訊領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化機(jī)械零件、精密加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC板焊錫載具等。其主要性能指標(biāo)為：    硬度  95 ， 密度  2.750，抗拉強(qiáng)度  310，屈服強(qiáng)度  276，延伸率12    A7075- T6, T651強(qiáng)度很強(qiáng)，具有良好的機(jī)械性能及陽極反應(yīng)，有特別好的低溫強(qiáng)度，焊接性能差，有應(yīng)

6、力腐蝕開裂傾向，固溶處理后塑性好，熱處理強(qiáng)化效果好，在150以下有良好的強(qiáng)度。代表用途有航空航天、模具加工、機(jī)械設(shè)備、工裝夾具，特別用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)及其他要求強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力結(jié)構(gòu)體。性能： 硬度  150 ， 密度  2.850，抗拉強(qiáng)度  572，屈服強(qiáng)度  503，延伸率112、典型合金淬火工藝制度及對(duì)設(shè)備性能要求A2024-T6, ,T351；A2014-T6，T651目前主要用于軍品，其淬火工藝制度略對(duì)于A6061、A7075，常用的淬火工藝制度一般為：A

7、6061薄板淬火溫度505-515，厚板淬火溫度515-550；加熱保溫時(shí)間（以50mm厚板為例），加熱40Min、保溫60Min；料溫均勻性±3；淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間15秒；淬火水溫30-40    7075薄板和厚板淬火溫度460-475；加熱保溫時(shí)間（以50mm厚板為例），加熱40Min、保溫50Min；料溫均勻性±3；淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間15秒；淬火水溫30-40根據(jù)以上工藝特點(diǎn)，要保證淬火后合金性能，淬火爐要保證以下幾點(diǎn)關(guān)鍵要素：（1）溫度均勻性（溫差）：溫差越小，淬火后制品質(zhì)量越好     

8、;我公司目前所制造的淬火爐，其溫度均勻性指標(biāo)能保證為：     空爐爐氣溫度均勻性：±2     同塊鋁料溫度均勻性：  ±1     同時(shí)加熱的不同鋁料間溫差：±2（2）升溫速度及升溫同步性：升溫速度越快、同步性越高，淬火質(zhì)量越好    我公司淬火爐，爐膛內(nèi)循環(huán)風(fēng)速達(dá)到40米/秒以上，提高了鋁材導(dǎo)熱系數(shù)，使得鋁材吸熱速度極大加快，并用多區(qū)連鎖的CYC周波控

9、制方式，溫度同步性高，提高了強(qiáng)化元素固溶的一致性。（3）淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間：越短越好    我公司淬火爐采用液壓倍速升降機(jī)構(gòu)，并用對(duì)開式液壓?jiǎn)㈤]裝置，垂直慣性開門機(jī)構(gòu)，使得開門周期加鋁材全部浸入水中總轉(zhuǎn)移時(shí)間達(dá)到6秒以內(nèi)。（4）淬火水溫均勻性：越高越好，且單爐淬火水介質(zhì)溫升保持在10內(nèi)   同時(shí)采用水噴淋循環(huán)和壓縮空氣攪拌，能保證淬火介質(zhì)溫度要求。 3、典型合金時(shí)效工藝制度和對(duì)設(shè)備性能要求    時(shí)效分自然時(shí)效和人工時(shí)效。淬火后鋁合金，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間自然時(shí)效后，也能達(dá)到人工時(shí)效的效果，但

10、卻無法滿足生產(chǎn)需求。一般，變形鋁合金在淬火后就開始了自然時(shí)效的性能變化，若在24小時(shí)內(nèi)不進(jìn)行人工時(shí)效，再時(shí)效后效果不明顯。雖然象7075可進(jìn)行回歸熱處理后使性能達(dá)到剛淬火時(shí)狀態(tài)，但因回歸熱處理工藝中高溫加熱時(shí)間很短且控制非常嚴(yán)格，實(shí)際生產(chǎn)中很難操作而極少使用。故此，淬火爐和時(shí)效爐總是配對(duì)使用。典型合金時(shí)效工藝制度一般為：A6061：155-165保溫18小時(shí)，A7075：115-125保溫24小時(shí)后，均能達(dá)到T6狀態(tài)；有時(shí)，A7075也采用T7兩級(jí)時(shí)效工藝，分別在107和163-177時(shí)效。    通常變形鋁合金淬火后，其強(qiáng)度很低、塑性很好，能很方便地完

11、成整平或拉伸及分切等工序，然后再進(jìn)行人工時(shí)效后成品包裝。因此，要求時(shí)效爐要有高的控溫性及溫度均勻性，且也需保證快的加熱速度。我公司配套制造的大型時(shí)效爐，其性能指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。  4、國內(nèi)淬火板料生產(chǎn)現(xiàn)狀目前市場(chǎng)所需大量的淬火板料主要依賴進(jìn)口，但隨技術(shù)的不斷發(fā)展，很多企業(yè)投資了相關(guān)設(shè)備開始生產(chǎn)淬火合金鋁板。其中，國內(nèi)幾家重點(diǎn)鋁加工公司淬火設(shè)備比較齊全，還有引進(jìn)國外的中厚板噴淋淬火爐和拉伸嬌直設(shè)備等。由于市場(chǎng)對(duì)模具等用料A6061、7075-T6、T651等合金料需求急劇加大，在廣東、江浙等地許多中小鋁加工企業(yè)紛紛上馬生產(chǎn)7075、6061等淬火板，但因淬火爐性能落后、工

12、藝水平低等原因，使得淬火板質(zhì)量很不穩(wěn)定，性能參差不齊，產(chǎn)量小、檔次低等難以滿足市場(chǎng)需求。                     二、淬火爐結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)概述    目前，用于鋁板材加熱、淬火處理的設(shè)備主要有立式結(jié)構(gòu)及臥式結(jié)構(gòu)二種，其各結(jié)構(gòu)下的主要爐型及優(yōu)缺點(diǎn)、用途如下：    1、鹽浴淬火爐：屬立式間斷式淬

13、火爐，通過在鹽浴爐中將鋁材加熱后再吊掛到淬火槽進(jìn)行淬火。該結(jié)構(gòu)爐子技術(shù)比較落后、使用中危險(xiǎn)性很大、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等原因基本屬于淘汰型結(jié)構(gòu)，且設(shè)備部件使用壽命低、使用成本高，將很快會(huì)被新技術(shù)設(shè)備所取代。    2、空氣循環(huán)式立式淬火爐：屬立式間斷式淬火爐，通過高速循環(huán)的熱爐氣快速加熱鋁材，并通過升降機(jī)構(gòu)將熱鋁材快速轉(zhuǎn)移到淬火槽（或淬火井）中進(jìn)行淬火。現(xiàn)階段使用的該結(jié)構(gòu)淬火爐根據(jù)爐體形狀有圓形和矩形，根據(jù)提升方式有鋼絲繩卷揚(yáng)升降和液壓升降，根據(jù)加熱器結(jié)構(gòu)有電阻絲加熱和卡口加熱器加熱等多種形式。為保證制品可淬性，對(duì)淬火槽單位體積可淬火工件量、裝爐工件間隔距離等

14、要求較高。隨裝爐量的增加，設(shè)備體積、剛性強(qiáng)度、設(shè)備造價(jià)大幅度增大，因此，大部分用戶均采用小型淬火爐（多臺(tái)），一般單次淬火量1500Kg。我公司經(jīng)長(zhǎng)期研制，特別是采用進(jìn)口力士樂高性能液壓元件，已開發(fā)了大型液壓式淬火爐，最大淬火裝爐量達(dá)到8.5噸，對(duì)特厚鋁板淬火非常適用。    3、臥式淬火爐：能實(shí)現(xiàn)半連續(xù)或連續(xù)淬火生產(chǎn)。目前該類設(shè)備處于研發(fā)和消化吸收階段。主要形式有：（1）輥底式噴淋淬火爐，適用于中厚板，設(shè)備包括上料段、加熱段、過渡輸送段、噴淋淬火段、卸料段。該設(shè)備主要引進(jìn)國外，淬火性能穩(wěn)定，但生產(chǎn)效率并不高；（2）推進(jìn)式加熱淬火爐加熱段采用推錠爐結(jié)構(gòu)，料

15、裝筐后在爐內(nèi)推進(jìn)加熱和保溫；淬火段采用立式爐結(jié)構(gòu)。該方式設(shè)備相當(dāng)于1臺(tái)推進(jìn)加熱爐和1套立式淬火保溫室及吊掛轉(zhuǎn)移裝置。設(shè)備能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，15-30分鐘淬火1筐料8.5噸，厚板產(chǎn)量能達(dá)到10000噸/月、薄板產(chǎn)量能達(dá)到2000噸/月左右。設(shè)備缺點(diǎn)是一次性投資大，在市場(chǎng)需求量不大時(shí)設(shè)備利用率低，不適合中小企業(yè)投資。（3）吊掛式連續(xù)淬火爐：采用吊燒加熱爐的結(jié)構(gòu)形式，加熱段及相應(yīng)的吊掛傳動(dòng)裝置技術(shù)很成熟，但出爐淬火用快速轉(zhuǎn)移裝置目前我公司正在攻關(guān)，相信不久將來將會(huì)推出此結(jié)構(gòu)形式淬火爐。