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鋁型材淬火加熱保溫時間和轉移時間的確定
鋁擠壓型材淬火加熱保溫時間主要取決于強化相的固溶速度;而強化相的固溶速度又與淬火加熱溫度、合金的本性、組織狀態、鋁型材斷面大小、加熱條件、介質及裝爐多少等因素有關;
一般淬火加熱溫度偏上限時,其保溫時間相應要短一些;經過高溫擠壓、變形程度較大的,保溫時間較短;而預先經過退火的鋁型材,由于其強化相緩慢析出較粗大,使其強化相溶解速度較慢,因而保溫時間相應的長一些;鋁型材在熱空氣中加熱和在鹽浴中加熱其保溫時間大不一樣;在鹽浴中加熱的時間要短得多;工業鋁型材或棒材多數是用立式空氣淬火爐,其保溫時間是以金屬表面溫度或爐膛溫度達到淬火溫度下限開始計算保溫時間;表1列出了鋁型材、棒材在立式空氣淬火爐中,不同型材尺寸的加熱保溫時間;表2為管材在立式空氣淬火爐中,不同壁厚的加熱保溫時間;淬火加熱保溫時間必須保證強化相充分溶解,才能獲得最大的強化效果;但加熱時間也不宜太長,在某些情況下,反而會使型材性能降低;
許多工業熱處理強化的鋁型材如2A12、7A04等高強度型材,不像建筑鋁型材如6063合金那樣可以在空氣中淬火,即較小的冷卻速度就可以阻止強化相的析出;它們從淬火加熱爐中拿出,轉移到淬火水槽中,短短的十幾秒鐘甚至是幾秒鐘在空氣中冷卻,就會有強化相的析出,影響強化效果;表3中列出了7A04合金不同轉移時間對淬火后的力學性能的影響;
鋁型材壁厚棒材直徑/mm
|
加熱時間/min
|
鋁型材壁厚棒材直徑/mm
|
加熱時間/min
|
||
鋁型材長度<13m
|
鋁型材長度≥13m
|
鋁型材長度<13m
|
鋁型材長度≥13m
|
||
≤3.0
|
30
|
45
|
30.1~40.0
|
105
|
135
|
3.1~5.0
|
45
|
60
|
40.1~60.0
|
150
|
150
|
5.1~10.0
|
60
|
75
|
60.1~100.0
|
180
|
180
|
10.1~12.0
|
75
|
90
|
>100.0
|
210
|
210
|
12.1~30.0
|
90
|
120
|
—
|
—
|
—
|
壁厚/mm
|
加熱時間/min
|
壁厚/mm
|
加熱時間/min
|
≤2.0
|
30
|
10.1~20.0
|
75
|
2.1~5.0
|
40
|
>20.0
|
90
|
5.1~10.0
|
60
|
—
|
—
|
淬火轉移時間/s
|
抗拉強度σb/MPa
|
屈服強度σ0.2/MPa
|
伸長率δ/%
|
3
|
533
|
503
|
11.2
|
10
|
525
|
485
|
10.7
|
20
|
517
|
461
|
10.3
|
30
|
460
|
385
|
12.0
|
40
|
427
|
354
|
11.6
|
60
|
404
|
316
|
11.0
|
因此淬火轉移時間是鋁型材淬火工藝中必須規定的工藝參數之一;即鋁型材從淬火爐中轉移到淬火介質中,必須在規定的最大轉移時間內完成;這一時間稱最大容許轉移時間或淬火延遲時間;這一時間與合金的成分、型材的形狀、設備操作的自動化程度有關;條件允許的話,淬火轉移時間越短越好;一般工藝規定:小型材的轉移時間不應超過20s,大型的或成批淬火的鋁型材,不應超過40s;對于超硬型材如7A04,轉移時間不應超過15s;
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