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铝合金锻件的热处理特点


作者:连成旺五金制品     日期:2022-06-24     人气:
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可热处理强化的变形铝合金的热处理特点及工序操作要点如下:

1.氧化膜有保护作用

铝合金表层的氧化膜有自我保护作用,因此,热处理不需要采取保护措施。

2.热处理温度接近该合金的熔点

热处理温度范围大(视合金及其用途的不同而变),从回复所需的下限温度到高于再结晶温度(T再结晶=0.4T熔化)直到0.95T熔化或更高的温度(T为绝对温度);许多铝合金的固溶处理温度接近该合金的熔点,容易发生过烧。

3.热处理炉

铝合金在固溶处理时比锻造加热时的温度更高,已接近过烧温度,因而要求加热炉必须精确控温,空炉时炉温均匀性不得超过±5℃,最好采用炉温均匀性在±2.5℃范围内的空气循环炉进行热处理。为防止加热过程中晶粒过分长大,铝合金锻件应在高温下装炉,以缩短升温时间。铝合金的固溶处理通常使用硝盐炉(盐浴炉)或带强制空气循环装置的电炉进行加热。硝盐炉是铝合金固溶处理理想的加热设备,它升温快和温度均匀,重要锻件应尽可能采用硝盐炉进行热处理。

4.热处理工序

铝合金强化处理包括三个步骤:固溶(使溶质最大限度溶入固溶体)、淬火(形成不稳定的过饱和固溶体)和沉淀硬化(时效)处理(在室温自然时效或加热人工时效时析出强化相)。

1)固溶处理

固溶处理的保温时间与锻件厚度、合金成分、加热温度、装炉量、装炉方式和加热方式等因素有关。使用硝盐炉加热时,如不考虑其他因素,保温时间可按锻件等效厚度(1~1.5)min/mm计算,但最短时间应不小于20min,锻件越厚,保温时间应在上述计算结果的基础上再适当延长。使用电炉加热时,保温时间通常比硝盐炉长1倍左右。

2)淬火

锻件在固溶处理完毕后应尽快从加热炉转移到淬火槽,转移时间:小件不得超过10s,大件不得超过15s。

由于水基有机淬火剂一方面可以保证铝合金制件的力学性能,另一方面可以减少翘曲变形,故水基淬火介质广泛用于铝合金淬火。

铝合金最常用的淬火介质是室温的凉水。在淬火过程中,槽中流动的水应保持一定的流速,水温不超过35℃。有时为降低锻件在淬火时的应力,减少锻件在淬火时的变形,也可采用热水(通常为60℃~80℃)或其他物质(如聚二醇)作为淬火介质,以降低冷却速度。但需要指出的是:降低冷却速度是以牺牲合金强度、断裂韧性以及晶间腐蚀抗力作为代价的。

3)沉淀硬化(时效)处理

沉淀硬化(时效)处理通常在锻造75℃~250℃温度范围内进行,保温时间从几小时到几十小时;多数可热处理强化的铝合金的性能与在沉淀相析出温度下的停留时间密切相关。

淬火后人工时效前锻件在室温的停留时间对合金性能有一定的影响,停留时间在4h~30h范围内危害最大。因此,当锻件因淬火变形需要整形或其他原因而不能立即进行人工时效时,应使锻件的室温停留时间避开上述范围。

本文节选自中国锻压协会锻件生产技术丛书《特种合金及其锻造》。本书以特种合金特性及其工艺性能为切入点,论述了锻造工艺性能与制定锻造工艺参数和选择设备的关系及其对锻件质量的影响。每章还分别介绍了军、民用典型锻件的锻造实例。


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