固熔處理時效處理工藝概述

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

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

3、應力，如T651    TX 52  固溶體處理后用壓縮的方法消除內部應力    目前國內外市場供應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，主要用于飛機結構(蒙皮,骨架,肋梁,隔框等),鉚釘,導彈,構件,上學車輪轂,螺旋槳元件及其他各種結構件, 強度高，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，2024合金的強度比7075合金的還高。這類合金熱處理強化效果顯著，但

4、熱處理工藝要求嚴格，抗蝕性較差，焊接時易產生裂紋。其主要性能指標為：    硬度HB  120，密度  2.85，抗拉強度  470，疲勞強度  325，延伸率10 A6061-T6, T651具有中等強度，其強度不能與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。廣泛應用于要求有一定強度和抗蝕性高的各種工業(yè)結構件

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、通訊領域，也廣泛應用于自動化機械零件、精密加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC板焊錫載具等。其主要性能指標為：    硬度  95 ， 密度  2.750，抗拉強度  310，屈服強度  276，延伸率12    A7075- T6, T651強度很強，具有良好的機械性能及陽極反應，有特別好的低溫強度，焊接性能差，有應

6、力腐蝕開裂傾向，固溶處理后塑性好，熱處理強化效果好，在150以下有良好的強度。代表用途有航空航天、模具加工、機械設備、工裝夾具，特別用于制造飛機結構及其他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構體。性能： 硬度  150 ， 密度  2.850，抗拉強度  572，屈服強度  503，延伸率112、典型合金淬火工藝制度及對設備性能要求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；加熱保溫時間（以50mm厚板為例），加熱40Min、保溫60Min；料溫均勻性±3；淬火轉移時間15秒；淬火水溫30-40    7075薄板和厚板淬火溫度460-475；加熱保溫時間（以50mm厚板為例），加熱40Min、保溫50Min；料溫均勻性±3；淬火轉移時間15秒；淬火水溫30-40根據以上工藝特點，要保證淬火后合金性能，淬火爐要保證以下幾點關鍵要素：（1）溫度均勻性（溫差）：溫差越小，淬火后制品質量越好     

8、;我公司目前所制造的淬火爐，其溫度均勻性指標能保證為：     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，淬火質量越好    我公司淬火爐，爐膛內循環(huán)風速達到40米/秒以上，提高了鋁材導熱系數，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，提高了強化元素固溶的一致性。（3）淬火轉移時間：越短越好    我公司淬火爐采用液壓倍速升降機構，并用對開式液壓啟閉裝置，垂直慣性開門機構，使得開門周期加鋁材全部浸入水中總轉移時間達到6秒以內。（4）淬火水溫均勻性：越高越好，且單爐淬火水介質溫升保持在10內   同時采用水噴淋循環(huán)和壓縮空氣攪拌，能保證淬火介質溫度要求。 3、典型合金時效工藝制度和對設備性能要求    時效分自然時效和人工時效。淬火后鋁合金，經長時間自然時效后，也能達到人工時效的效果，但

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

11、成整平或拉伸及分切等工序，然后再進行人工時效后成品包裝。因此，要求時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效爐，其性能指標處于國內領先水平。  4、國內淬火板料生產現狀目前市場所需大量的淬火板料主要依賴進口，但隨技術的不斷發(fā)展，很多企業(yè)投資了相關設備開始生產淬火合金鋁板。其中，國內幾家重點鋁加工公司淬火設備比較齊全，還有引進國外的中厚板噴淋淬火爐和拉伸嬌直設備等。由于市場對模具等用料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，使得淬火板質量很不穩(wěn)定，性能參差不齊，產量小、檔次低等難以滿足市場需求。                     二、淬火爐結構型式及特點概述    目前，用于鋁板材加熱、淬火處理的設備主要有立式結構及臥式結構二種，其各結構下的主要爐型及優(yōu)缺點、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行淬火。該結構爐子技術比較落后、使用中危險性很大、對環(huán)境污染嚴重等原因基本屬于淘汰型結構，且設備部件使用壽命低、使用成本高，將很快會被新技術設備所取代。    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，并通過升降機構將熱鋁材快速轉移到淬火槽（或淬火井）中進行淬火?，F階段使用的該結構淬火爐根據爐體形狀有圓形和矩形，根據提升方式有鋼絲繩卷揚升降和液壓升降，根據加熱器結構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，設備體積、剛性強度、設備造價大幅度增大，因此，大部分用戶均采用小型淬火爐（多臺），一般單次淬火量1500Kg。我公司經長期研制，特別是采用進口力士樂高性能液壓元件，已開發(fā)了大型液壓式淬火爐，最大淬火裝爐量達到8.5噸，對特厚鋁板淬火非常適用。    3、臥式淬火爐：能實現半連續(xù)或連續(xù)淬火生產。目前該類設備處于研發(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，設備包括上料段、加熱段、過渡輸送段、噴淋淬火段、卸料段。該設備主要引進國外，淬火性能穩(wěn)定，但生產效率并不高；（2）推進式加熱淬火爐加熱段采用推錠爐結構，料

15、裝筐后在爐內推進加熱和保溫；淬火段采用立式爐結構。該方式設備相當于1臺推進加熱爐和1套立式淬火保溫室及吊掛轉移裝置。設備能實現連續(xù)生產，15-30分鐘淬火1筐料8.5噸，厚板產量能達到10000噸/月、薄板產量能達到2000噸/月左右。設備缺點是一次性投資大，在市場需求量不大時設備利用率低，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構形式，加熱段及相應的吊掛傳動裝置技術很成熟，但出爐淬火用快速轉移裝置目前我公司正在攻關，相信不久將來將會推出此結構形式淬火爐。