經(jīng)退火的板材、冷變形管材、熱軋厚板、型材、棒材、熱擠壓套筒或鍛件等變形鋁合金淬火。
注意要點如下。
(1)固溶加熱
①裝爐量與裝爐方法:變形鋁合金工件在淬火加熱裝爐時應(yīng)注意以下幾個方面。
a.淬火溫度入爐,即所謂到溫裝爐時,不允許采用超過淬火溫度上限的高溫入爐。
b.為保證裝爐時爐溫不致下降太多,裝爐量要限定在工藝規(guī)定范圍內(nèi)。
c.為方便操作與減小表形,工件應(yīng)用適當(dāng)夾具裝夾,或以鋁帶、鋁絲綁扎,夾具不能用銅制作,也不能用銅絲綁扎,以免銅與鋅擴散入工件中,降低工件的抗蝕性或使工件局部熔化。
d.在硝鹽槽中加熱時,應(yīng)保證工件至槽壁、槽底及與液面距離不小于100mm。在空氣循環(huán)電爐中加熱時除保持與爐門、隔板有一定距離外,應(yīng)注意工件放置位置不應(yīng)妨礙熱風(fēng)正常循環(huán)。
e.鋁板加熱時,各片板之間應(yīng)有一定間隙,使其受熱均勻。
②加熱溫度:鋁合金加熱溫度范圍狹窄,一般在5~15℃,所以加熱是要防止過熱、過燒;固溶加熱時在不發(fā)生過燒、過熱、晶粒長大等情況下,盡量提高加熱溫度,保溫時間長些,獲得最大過飽和的均勻的固溶體。
③保溫時間:鋁合金的保溫時間考慮因素有以下幾個方面。
a.工件的塑性變形程度,熱處理之前的變形程度越大,強化相尺寸減小,固溶保溫時間可以縮短,經(jīng)過冷變形的工件在加熱過程中要發(fā)生再結(jié)晶,要防止再結(jié)晶晶粒粗大,可以提高加熱速度來防止粗大晶粒,在熱處理之前的變形避免臨界變形量的加工。
b.工件的壁厚尺寸,截面尺寸大以及變形量小的工件,其強化相較粗大,所以要增加保溫時間來使強化相溶解充分。大型鍛件和模鍛件、棒料的保溫時間比薄件要長。
④冷卻:鋁合金淬火冷卻時必須有足夠的速度,以免析出粗大的過剩相。
a.淬火轉(zhuǎn)移時間:淬火轉(zhuǎn)移時間是指工件從加熱爐轉(zhuǎn)移至淬火槽所晶粒的時間。一般規(guī)定,鋁合金厚度小于4mm時,淬火轉(zhuǎn)移時間不得超過15s。當(dāng)成批工件同時淬火的數(shù)量增多時,轉(zhuǎn)移時間可增長,對硬鋁和鍛鋁合金可增加到20~30s,對超硬鋁合金可增加到25s。
b.冷卻介質(zhì):最常用的介質(zhì)是水,對于形狀復(fù)雜的大型工件,為了防止變形和開裂,水溫在30~50℃,特殊情況下水溫可以到80℃。對于形狀簡單的小型工件水溫在10~30℃,形狀復(fù)雜的小件水溫可以到30~50℃。
c.另外,可以選擇聚合物水溶液作為淬火介質(zhì)。
(2)時效處理
①每種鋁合金都有最佳的時效溫度和時間,時效溫度過高或保溫時間過長,鋁合金反而軟化,稱為過時效。時效的方式有人工時效和自然時效兩種。時效工藝中要保證加熱均勻,通常采用空氣爐或油爐,工件裝爐時要保證爐子中的氣流對流或油浴的對流暢通。對于因為意外情況時效中斷時,可以接著進(jìn)行時效處理,時效時間按幾次加熱的總和來計算。時效的冷卻應(yīng)在空氣中冷卻。
②經(jīng)過時效處理之后的鋁件,經(jīng)切削加工的話,在切削加工完成后,進(jìn)行穩(wěn)定化處理。穩(wěn)定化處理的溫度不能高于時效溫度。