铝合金热处理和铝合金淬火炉的技术关键

　　前言

　　随着我国经济与科技的不断发展，我国的有色金属行业也实现了快速发展，并且我国有色金属的应用技术也出现了跨越式的发展，尤其是铝合金这种合成金属，以其独特的属性在航空、骑车以及轻工业、建筑、食品等多行业多部门被广泛使用。这种强大的市场需求量也对铝加工厂造成了一定的生产压力。同时也造成了对铝合金加工过程中热处理设备的需求量不断增加的情况出现，并且随着各行业对铝合金产品的质量要求越发严格，这就对铝合金热处理炉也提出了较高的要求。作者结合设计制造铝合金的过程，对铝合金生产加工过程中的淬火工艺特点以及热处理炉的相关问题进行了简要的分析探讨。

　　1、铝合金的热处理

　　今天，铝合金的热处理已经逐渐发展成铝合金生产加工领域的一个至关重要的组成部分。对铝合金进行热处理主要的作用就以下几个：（1）提高铝合金的强度；（2）增加铝合金的硬度；（3）去除在铝合金加压生产过程中所产生的内应力；（4）确保生产出的铝合金可以有均匀的成分以及良好的性能。对铝合金进行热处理由很多方法，通常情况下来讲，对铝合金进行热处理的方法主要有以下几种：（1）淬火；（2）时效；（3）退火。而退火则是属于对铝合金进行软化处理的一个过程，主要目的是使铝合金具有稳定、均匀的构造以及良好的加工塑性。而淬火则属于是铝合金加工过程中对铝合金进行固溶处理。一般来讲，任何热加工过程中都包含有以下三个主要的阶段：第一个阶段是对热加工物进行加热；第二个阶段是对热加工物进行保温处理；而第三个阶段则是对热加工物进行冷却处理。在对铝合金进行加热的时候，因为铝合金特殊的属性使其具有良好的导热性以及塑性，所以在对铝合金进行加热升温的过程中即便是使用最快的速度进行升温，铝合金也不会出现开裂的情况。对于铝合金热处理过程中的加热温度来讲，根据不同的热处理形式，温度的差距也会很远。在所有的热处理形式中，淬火的温度是最高的，而温度最低的处理形式则是自然时效。当铝合金在加热的温度下进行保温的时候，铝合金表面的温度与铝合金中心的温度基本保持一致，并且铝合金的组织还会出现软化等现象。而铝合金的保温时间也与很多因素都有关系，例如，铝合金保温的时间与工件的薄厚程度、放置的紧密程度以及加热的方式有关系，并且在对铝合金进行热处理前，铝合金自身的变形程度也将直接影响到保温时间。而冷却则是指在铝合金热处理过程中保温之后的一个环节。并且不同铝合金热处理方式中的冷却速度之间也存在着差异，淬火对冷却速度的要求最高，而退火对冷却的要求则是最慢的。通常情况下来讲，在生产的过程中所使用的冷却媒介主要有水、空气以及油等。

　　2、对铝合金淬火炉相关技术的探讨

　　2.1 铝合金淬火过程中淬火炉温度是否均匀

　　通常情况下来讲，对铝合金进行淬火都是将需要淬火的工件放到温度分布比较均匀的加热炉内进行的，将铝合金工件加热到规定的淬火温度以后，同时在这一温度下保温一定的时间，就会使铝合金的构造发生改变，一部分可以融入α固溶体中的合金元素，溶解速率将会随着温度的不断增加而提高。随后将铝合金工件快速的放入到冷却液中进行冷却，将在温度较高时的合金构造以过饱和固溶体的形式在常温下进行固定，这一过程中称之为淬火。一般来讲，对铝合金进行固溶热处理的主要目的就是有效的提高铝合金的强度，这时一种热处理工艺，这种过程中主要包括有淬火以及时效。在进行铝合金淬火时需要注意，铝合金的淬火温度有一个上限以及下限，如果铝合金的加工温度过高，铝合金中所含有的共晶体就会在铝合金加热的过程中出现熔化的情况（这时由于加热导致的过烧引起的），伴随着还会出现晶体的粗化现象出现；但是如果在加热的过程中加热的温度过低，就会造成一部分强化相不能溶解的现象出现，这种情况会对铝合金的强度造成一定的影响。所以在对铝合金进行加热的过程中需要注意，在不出现过烧情况的前提下，要在最大程度下提升淬火的问题，这样可以使强化相被处分的固溶，这样可以在后续的生产过程的时效过程中，取得最佳的强化效果，从而满足对铝合金生产的强度要求。在进行铝合金生产的过程中，在淬火这一环节是坚决不可以出现过烧情况的，一旦在铝合金淬火的过程中发生过烧的情况，哪怕是非常轻微的，那么这一炉的工件也必须都作废重新进行生产。因此，在生产铝合金的过程中淬火是非常重要的一个过程。通常情况下，过烧的温度均是由试验来进行确定的，过烧的温度均为淬火温度的上限，然而一般情况下来讲，在铝合金生产加工的淬火温度都要比过烧的温度低一些。在对铝合金进行固溶处理的时候，通常都会将工件加热的温度控制在500到560摄氏度之间，随后便用最快的速度对工件进行冷却。铝合金由于其自身的属性对过烧的情况非常的敏感，同时淬火的温度上限以及温度下限之间的范围比较小，这就对淬火炉内的温度分布要求很高，要求淬火炉内的温度分布均匀，这也是铝合金淬火过程中的一个重要技术指标。

　　2.2 淬火转移的时间

　　在生产铝合金工件的过程中还有一个技术问题，那就是对淬火的工件要进行快速的转移，要求整个过程中需要在极端的时间内完成，以避免淬火前其局部乃至整体温度下降。工件从出炉到进入淬火槽的间隔称为淬火转移时间，在工件转移过程中，工件温度下降导致固溶体发生部分分解，析出粗大疏松相，产生组织偏析，从而降低时效强化效果。

　　参考文献：

　　[1] 易光．铝合金热处理设备的发展与关键技术．工业加热，1999，1．

　　[2] 陈志远．铝合金热处理技术．上海工程技术大学，1998，5．

　　作者简介：姜明（1980.10-）男，吉林省桦甸人，助理工程师，研究方向：热处理技术

　　（作者单位：沈阳凯迪绝缘技术有限公司）

　　姜明