变形铝合金的热处理方法分析

1.变形铝合金的热处理工艺参数

经退火的板材、冷变形管材、热轧厚板、型材、棒材、热挤压套筒或锻件等变形铝合金的固溶处理保温时间见表7-5。变形铝合金淬火、时效工艺参数见表7-6。

表7-5 变形铝合金固溶处理保温时间

表7-6 变形铝合金淬火、时效工艺参数

（续）

铝合金工件表面在空气中形成一种稳定的Al₂O₃氧化膜，它不会在退火的温度下被还原，所以没有必要使用还原性气体。

2.固溶处理技术要点

（1）装炉量与装炉方法 变形铝合金工件在淬火加热装炉时应注意以下几个方面：

1）淬火温度入炉，即所谓到温装炉时，不允许采用超过淬火温度上限的高温入炉。

2）为保证装炉时炉温不致下降太多，装炉量要限定在工艺规定范围内。

3）为方便操作与减小变形，工件应用适当夹具装夹，或以铝带、铝丝绑扎，夹具不能用铜制作，也不能用铜丝绑扎，以免铜与锌扩散到工件中，降低工件的耐蚀性或使工件局部熔化。(www.xing528.com)

4）在硝盐槽中加热时，应保证工件至槽壁、槽底及与液面距离不小于100mm。在空气循环电阻炉中加热时除保持与炉门、隔板有一定距离外，应注意工件放置位置不应妨碍热风正常循环。

5）铝板加热时，各片板之间应有一定间隙，使其受热均匀。

（2）加热温度 铝合金加热温度范围狭窄，一般在5～15℃，所以加热是要防止过热、过烧；固溶加热时在不发生过烧、过热、晶粒长大等情况下，可尽量提高加热温度，保温时间长些，获得最大过饱和的均匀固溶体。

（3）保温时间 铝合金的保温时间考虑因素有以下几个方面：

1）工件的塑性变形程度。热处理之前的变形程度越大，强化相尺寸减少，固溶保温时间可以缩短。经过冷变形的工件在加热过程中要发生再结晶，要防止再结晶晶粒粗大，可以通过提高加热速度来预防粗大晶粒。

2）工件的尺寸。截面尺寸大及变形量小的工件的强化相较粗大，所以要通过增加保温时间来使强化相充分溶解。因此，大型锻件和模锻件、棒料的保温时间比薄件的保温时间要长。

（4）冷却 铝合金淬火冷却时必须有足够的速度，以免析出粗大的过剩相。

1）淬火转移时间。淬火转移时间是指工件从加热炉转移至淬火槽所经历的时间。一般规定，厚度小于4mm时，淬火转移时间不得超过15s。当成批工件同时淬火的数量增多时，转移时间可增长，对硬铝和锻铝合金可增加到20～30s，对超硬铝合金可增加到25s。

2）冷却介质。最常用的冷却介质是水。对于形状复杂的大型工件，为了防止变形和开裂，水温为30～50℃，特殊情况下水温可以到80℃；对于形状简单的小型工件，水温为10～30℃，形状复杂的小件水温可以到30～50℃。另外，也可以选择聚合物水溶液作为淬火冷却介质。

（5）清洗 硝盐加热淬火时，在淬火之后应该在30～50℃下清洗，但是不能停留很长时间，清洗时间在2min之内，以免影响时效效果。

3.时效处理技术要点

1）每种铝合金都有最佳的时效温度和时间。时效温度过高或保温时间过长，铝合金反而软化，称为过时效。时效的方式有人工时效和自然时效两种。时效工艺中要保证加热均匀，通常采用空气炉或油炉。工件装炉时要保证炉子中的气流或油浴对流畅通。对于因为意外情况时效中断时，可以接着进行时效处理，时效时间按几次加热的总和来计算。时效完成后在空气中冷却。

2）经过时效处理之后的铝合金工件如果要进行切削加工，那么在切削加工完成后应进行稳定化处理。稳定化处理的温度不能高于时效温度。