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鋁型材淬火加熱保溫時(shí)間和轉(zhuǎn)移時(shí)間的確定
鋁擠壓型材淬火加熱保溫時(shí)間主要取決于強(qiáng)化相的固溶速度;而強(qiáng)化相的固溶速度又與淬火加熱溫度、合金的本性、組織狀態(tài)、鋁型材斷面大小、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)過退火的鋁型材,由于其強(qiáng)化相緩慢析出較粗大,使其強(qiáng)化相溶解速度較慢,因而保溫時(shí)間相應(yīng)的長(zhǎng)一些;鋁型材在熱空氣中加熱和在鹽浴中加熱其保溫時(shí)間大不一樣;在鹽浴中加熱的時(shí)間要短得多;工業(yè)鋁型材或棒材多數(shù)是用立式空氣淬火爐,其保溫時(shí)間是以金屬表面溫度或爐膛溫度達(dá)到淬火溫度下限開始計(jì)算保溫時(shí)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(shí)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(shí)間;淬火加熱保溫時(shí)間必須保證強(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(zhǎng),在某些情況下,反而會(huì)使型材性能降低;
許多工業(yè)熱處理強(qiáng)化的鋁型材如2A12、7A04等高強(qiáng)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(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)化相的析出,影響強(qiáng)化效果;表3中列出了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;
鋁型材壁厚棒材直徑/mm
|
加熱時(shí)間/min
|
鋁型材壁厚棒材直徑/mm
|
加熱時(shí)間/min
|
||
鋁型材長(zhǎng)度<13m
|
鋁型材長(zhǎng)度≥13m
|
鋁型材長(zhǎng)度<13m
|
鋁型材長(zhǎng)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(shí)間/min
|
壁厚/mm
|
加熱時(shí)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(zhuǎn)移時(shí)間/s
|
抗拉強(qiáng)度σb/MPa
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屈服強(qiáng)度σ0.2/MPa
|
伸長(zhǎng)率δ/%
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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(zhuǎn)移時(shí)間是鋁型材淬火工藝中必須規(guī)定的工藝參數(shù)之一;即鋁型材從淬火爐中轉(zhuǎn)移到淬火介質(zhì)中,必須在規(guī)定的最大轉(zhuǎn)移時(shí)間內(nèi)完成;這一時(shí)間稱最大容許轉(zhuǎn)移時(shí)間或淬火延遲時(shí)間;這一時(shí)間與合金的成分、型材的形狀、設(shè)備操作的自動(dòng)化程度有關(guān);條件允許的話,淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間越短越好;一般工藝規(guī)定:小型材的轉(zhuǎn)移時(shí)間不應(yīng)超過20s,大型的或成批淬火的鋁型材,不應(yīng)超過40s;對(duì)于超硬型材如7A04,轉(zhuǎn)移時(shí)間不應(yīng)超過15s;
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