淬火工藝制度

淬火工藝制度簡介:一、淬火加熱溫度的選擇工業(yè)擠壓鋁合金制品不像建筑鋁型材6063合金，可以在擠壓時(shí)用風(fēng)冷或水冷進(jìn)展淬火(在線淬火)，而多數(shù)合金要在特地的加熱和冷卻設(shè)備(淬火爐和冷卻槽)中進(jìn)展淬火處理。淬火的加熱溫度、轉(zhuǎn)移時(shí)間、冷卻方式都有嚴(yán)格的規(guī)定。淬火加熱溫度的選擇淬火加熱溫度主要依據(jù)相圖中低熔點(diǎn)共晶溫度和合金溶解度曲線的溫度來選擇。如圖3—5—2為二元相圖示意圖。成分為B1的合金只有溫度高于t溶時(shí)β相溶于基體形成單一α固溶體。當(dāng)溫度連續(xù)上升到t共時(shí)，超過了非平衡結(jié)晶條件下的低熔點(diǎn)共晶溫度，即產(chǎn)生低熔點(diǎn)共晶體熔化，稱過燒。金屬制品過燒，造成廢品。因此淬火加熱溫度必需低于共晶溫度(過燒溫度)，而高于合金的溶解度曲線溫度。從理論上講共晶溫度與過燒溫度是全都l0～30t溶與t共之間的溫度范圍窄的選下限，t溶與t共之間的溫度范圍寬的視工藝和性能狀況而選擇。淬火加熱溫度是鋁合金熱處理中的一個(gè)重要的工藝參數(shù)，由圖3—5—2可知，鋁合金的淬火加熱溫度范圍很窄，應(yīng)適中選擇，且其溫度波動(dòng)范圍一般不應(yīng)超過±3℃。但由于鋁合金±3±5℃甚至更大，所以淬火加熱溫度的溫差通常掌握在±5℃。一般來說在保證不發(fā)生過燒的前提下，應(yīng)盡量提高淬火加熱溫度。由于溫度越高，合金元素和強(qiáng)化相固溶越好，則淬火時(shí)效后的力學(xué)3—5—33—5—43—5—5所示。局部工業(yè)鋁合金的淬火加熱3—5—1。3—5—2淬火加熱溫度與合金成分的關(guān)系圖圖3—5—32A02φ2mm棒材淬火溫度對(duì)力學(xué)性能影響3—5—42A16φ2mm3—5—52A17φ30mm棒材3—5—1鋁合金型、棒材淬火溫度表爐膛掌握開頭保溫淬火溫度爐膛掌握開頭保溫淬火溫度爐膛掌握開頭保溫淬火溫度合金合金溫度/℃ 溫度/℃ /℃ 溫度/℃/℃2A02，20237005446～454445450±5500～505500503±52A14，2A047075,7A09458～465458463±52A50,2B50510～515510512±57A10,7A03470～475470472±56A02,2A90516～521516518±57A04472～477472474±52A17,6061520～525520523±56063.2A107A15,7003 465～475466470±52A70,2A80,2A13526～531526528±52A12,2024493～497(φ>20mm制品)493495±54A11,6351,6082525～535525530±52A12,2024496～502(φ≤20mm)497500±52B12485～495485490±52A06,2A01,2B11495～505495500±52A16,2A17530～540530535±52A11,2023 495～499495497±5淬火加熱保溫時(shí)間度、合金的本性、組織狀態(tài)、制品斷面大小、加熱條件、介質(zhì)及裝爐多少等因素有關(guān)。一般淬火加熱溫度偏上限時(shí)，其保溫時(shí)間相應(yīng)要短一些。經(jīng)過高溫?cái)D壓、變形程度較大的，保溫時(shí)間較短。而預(yù)先經(jīng)過退火的制品，由于其強(qiáng)化相緩慢析出較粗大，使其強(qiáng)化相間大不一樣。在鹽浴中加熱的時(shí)間要短得多。工業(yè)用鋁合金型、棒材多數(shù)是用立式空氣淬火爐，其保溫時(shí)間是以金屬外表溫度或爐膛溫度到達(dá)淬火溫度下限開頭計(jì)算保溫時(shí)間。3—5—2列出了鋁合金型、棒材在立式空氣淬火爐中，不同制品尺寸的加熱保溫時(shí)3—5—3為管材在立式空氣淬火爐中，不同壁厚的加熱保溫時(shí)間。淬火加熱保溫時(shí)間必需保證強(qiáng)化相充分溶解，才能獲得最大的強(qiáng)化效果。但加熱時(shí)間也不宜太長，在某些狀況下，反而會(huì)使合金性能降低。二、淬火加熱保溫時(shí)間度、合金的本性、組織狀態(tài)、制品斷面大小、加熱條件、介質(zhì)及裝爐多少等因素有關(guān)。一般淬火加熱溫度偏上限時(shí)，其保溫時(shí)間相應(yīng)要短一些。經(jīng)過高溫?cái)D壓、變形程度較大的，保溫時(shí)間較短。而預(yù)先經(jīng)過退火的制品，由于其強(qiáng)化相緩慢析出較粗大，使其強(qiáng)化相間大不一樣。在鹽浴中加熱的時(shí)間要短得多。工業(yè)用鋁合金型、棒材多數(shù)是用立式空氣淬火爐，其保溫時(shí)間是以金屬外表溫度或爐膛溫度到達(dá)淬火溫度下限開頭計(jì)算保溫時(shí)間。表3—5—2列出了鋁合金型、棒材在立式空氣淬火爐中，不同制品尺寸的加熱保溫時(shí)3—5—3為管材在立式空氣淬火爐中，不同壁厚的加熱保溫時(shí)間。淬火加熱保溫時(shí)間必需保證強(qiáng)化相充分溶解，才能獲得最大的強(qiáng)化效果。但加熱時(shí)間也不宜太長，在某些狀況下，反而會(huì)使合金性能降低。3—5—2鋁合金型、棒材在立式空氣淬火爐中加熱保溫時(shí)間型材壁厚棒材直徑/mm加熱時(shí)間/min制品長度<13m型材壁厚棒材制品長度≥13m 直徑/mm加熱時(shí)間/min制品長度<13m制品≤3.0304530.1～40.01051353.1～5.0456040.1～60.01501505.1～10.0607560.1～100.018018010.1～12.07590>100.021021012.1～30.090120長度≥13m3—5—3長度≥13m壁厚/mm加熱時(shí)間/min壁厚/mm加熱時(shí)間/min≤2.O3010.1～20.0752.1～5.040>20.0905.1～10.060三、淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間金那樣可以在空氣中淬火，即較小的冷卻速度就可以阻擋強(qiáng)化相的析出。它們從淬火加熱爐中拿出，轉(zhuǎn)移到淬火水槽中，短短的十幾秒鐘甚至是幾秒鐘在空氣中冷卻，就會(huì)有強(qiáng)化相3—5—4列出了7A04合金不同轉(zhuǎn)移時(shí)間對(duì)淬火后的力學(xué)性能的影響。3-5-47A04合金淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間對(duì)制品力學(xué)性能的影響淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間/ssh/MPa屈服強(qiáng)度s /MPaδ/%353350311.21052548510.72051746110.33046038512.04042735411.66040431611.00.2火延遲時(shí)間。這一時(shí)間與合金的成分、材料的外形、設(shè)備操作的自動(dòng)化程度有關(guān)。條件允許20s，大型的40s7A0415s。0.2四、淬火冷卻速度火時(shí)效后的力學(xué)性能。因此淬火時(shí)的冷卻速度越快越好。但是冷卻速度越大，淬火制品的2A11，2A12合金50℃/s7A04合金對(duì)冷卻速度格外敏感，其淬火冷卻速度要求170℃/s以上。度來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于外形簡潔、中小型、棒材可用室溫水淬火(水溫一般l0～35℃)，對(duì)于形簡單、壁厚差異較大的型材，可用40～50℃的水淬火。而對(duì)于特別易產(chǎn)生變形的制品，甚至可以將水溫升至75～85℃進(jìn)展淬火。試驗(yàn)證明隨著水溫上升使其淬火制品的力學(xué)性能和抗蝕性能有所降低。鋁合金最常用的淬火介質(zhì)是水。由于水的粘度小、熱容量大，蒸發(fā)熱快，冷卻力量強(qiáng)，而且使用格外便利、經(jīng)濟(jì)。但是它的缺點(diǎn)是在加熱后冷卻力量降低。淬火加熱的制品在水中冷卻可以分為三個(gè)階段：第一階段為膜狀沸騰階段。當(dāng)炎熱制品與冷水剛接觸時(shí)，在其外表其次階段為氣泡沸騰階段。當(dāng)蒸汽薄膜破壞時(shí)，靠近金屬外表的液體產(chǎn)生猛烈的沸騰，發(fā)生增加制品外表與水產(chǎn)生對(duì)流的熱交換，以提高冷卻速度。依據(jù)上面分析，為了很