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铝型材(铝合金)固溶时效处理

   日期:2011-12-21     浏览:3294    评论:0    
核心提示:铝及铝合金的热处理属于精密的热处理工艺,它必须在具有精确的加热工艺条件和足够的控制仪表的炉子中进行,从而保证希望的热处理均匀性和温度一时间循环的可重复性。对于每一种特定产品,都需要精心制定有针对性的工艺规范,确实保证需要的材料物理特性。
纯铝的质地太软,很少在科学实验室以外的工程场合中应用。事实上所有铝的商品基本上都合金化的铝材,典型的铝合金成分是镁;硅,铜铁或其它合金元素。实际应用的铝合金除了所含化学成分不同之外,还具有各种各样的组织结构,为此具有多种多样的物理性能。铝材的加工状态分为轧制态,挤压态或铸造态,主要取决于最终的使用要求。并不是所有铝合金都适合于阳极氧化和和着色处理。大多数铝材供应该可以提供适合于 阳圾氧化处理与各种着色处理的铝合金牌号,其中有一些已经可以明确地列出。一般的说,在没有铝合金成分的信息的情况下,不应该贸然对这个铝合金进行阳极氧化处理。一般说来,适合于电解着色的铝合金板材主要是1100和 5052,而挤压铝合金型材以6063最为普及。
时效硬化铝合金经过固溶加热后,需要足够快的淬火冷却才能保证晶界上不发生沉淀析出。高强度铝合金,固溶加热后的冷却速度越快,时效后的机械性能就越好。但是,过快的淬火冷却速度可能在工件不同部位间引起大的内应力而造成不规则的变形翘曲。因此,理想的淬火介质不仅应当有适当快的冷却速度,还要能很好地润湿铝合金工件的整个表面,以便实现不同部位的均匀冷却,来减小变形翘曲。
    习惯上,时效硬化铝合金采用冷的到热的自来水淬火。然而,使用自来水有两大缺点:一是冷却速度随水温变化很大;二是水对铝合金表面的润湿性差,淬火冷却不均匀。多数铝合金固溶加热后要求它在400℃到300℃区间冷却得快,以保证不发生晶界析出。 
    上述两种缺点共同作用的结果,往往引起工件的变形翘曲以及处理后的铝合金件强度不够高、抗晶界腐蚀能力差等缺陷。 
    PAG聚合物对红热的铝合金表面有很好的润湿性,改变浓度又可以配成不同冷却速度的淬火液,可适应不同的需要,因此,特别适合铝合金件淬火之用。 
    和自来水相比,用该水溶液淬铝合金件有两大优点:第一,可以改变浓度来获得不同的冷却速度;第二,在任何选定的浓度上使用,液温变化对冷却速度的影响都很小,能保证接触不同液温的部位获得基本相同的淬火冷却速度,而使工件只发生极小的变形翘曲。 
    根据浓度变化对该淬火液的400℃冷却速度的影响曲线。可以容易地确定适合的使用浓度。办法是由原来用的自来水时的水温,找到对应的400℃冷却速度,再用该400℃冷却速度确定所需的淬火液的浓度。举例来说,原来用75℃的自来水,找到其400℃冷却速度约为70℃/s;再找到获得70℃/s冷却速度的淬火液浓度约为16%,依此类推。图略。 
    国内外的生产应用表明,若用自来水淬火的变形量为100%,在适当浓度的PAG水溶液中淬火的变形量就可以减小到15%以内,而且变形只是简单一致的弯曲,容易矫直。

利用电解 低钛 铝锭 为原料熔 配 A 5 合金 , 15C 2h的时效工艺条件下 , 摘 要: 36 在 6  ̄   分析 了固溶工艺对合金力学性能和  优 36 随着 固溶温度 从 55C 高到  微观组织 的影 响, 化了用电解低钛铝锭熔配 的 A 5 合金 固溶处 理工艺。研 究发现 , 2  ̄升 4  ̄ 硅颗粒圆形度 提高 , 55C, 固溶温度对合金强度影 响较小 , 尺寸增大 ;   对塑性影 响较为 明显 。随着 固溶 时间的延长 , 固溶 1h   硅颗粒长大较快 , 硅颗粒形态越来越好 ,   ~3h   随着 固溶 时间增 加 , 固溶时 间超 过 3h后长大速度 趋稳 ; 合金  然后趋于平缓 , 强度迅速增加 , 36 而伸长率则 是先升后 降再趋稳 。用 电解 低钛铝 锭熔配 的 A 5 合金 的最佳 固溶温 度  3  ̄ 固溶时间为 3h此 时合金微观组织硅相细小 、 态圆整 , 为 55C,  , 形 抗拉强度 R I305mf , m 0 1 n 伸长率 A≥1 %。 > / 2 0   电解低钛铝锭

 铝 合金 具有 良好 的铸 造性 能 、 学 性 能 和  36 力 净 减  艺 等方 面做 了大量 的研 究 工作 。精 炼 、 化 铝液 , 广  加 工 性 能 , 泛 应 用 于 汽 车 和摩 托 车 轮 毂 的生 产 。 L夹渣等 铸造 缺 陷 , 少气 孑 、 降低 杂 质 对性 能 的有 害作  对铝合金 轮 随着汽车和摩托车工业 向轻量化发展 , 卜 改进合金变质处理工艺和开发应用新型变质  用   ; 36毂材料力学性能的要求越来越高 。目前为提高 A 5  改善硅相形态  剂, 提高合金的塑性和韧性 ; , 添加  在合 金熔 体处 理 、 质及 热 处理 工 合 金 的力学 性能 , 变 一 i 一i T、 T B或  .i . T c晶粒细化剂 , .   细化合金晶粒 , 20 —0 —1  收稿 日期 :0 7 1 8 河南科技 大学基金 (06 Y 5 和 20Z 04  基 金项 目 : 20Z 03 06 Y 2 ) 李继文 (90一) 男 , 南洛 阳人 , 第 一作者 简 介 : 16 , 河   高级 工 程师 。 07 V 1 5 N6 3 20 , o. , 0  轻 合 金 加 工 技 术 Ar LF   9 4 提高合金的综合力学性能  9;   5 I 采用 T 或  热处理  Q( /n ) 2 行 。合 金 的综 合 力学 性 能用 质量 系 数 Q( Nm 】 工 艺 , 合 金 获得 高 强 塑 性 配合 _ j 使 】 。其 中热 处 理   B = u s Nm 】2 g o i 5 l % e nao ) p ( / n )+10o ( ) l gt n 来 表 述 。用 工 艺是 合金 获得 高强度 和 塑性 的主 要途 径 。但 研究   ee腐蚀剂浸蚀金相样 品, NknM A 10 l K lr o 用 i   B 20 型金  合 细 变同时发 现 , 金 在 不 同 的铸 造 方 式 、 化 、 质 条 件  用 相 显 微 镜进 行 显 微 分 析 ; 计 算 机 辅 助定 量 金 相 图  相应 存在 一个 最佳 的热处 理工 艺 。下,   S   像分 析 仪测定 硅相 形貌 变化 。微 区成分 分 析用 JM. 电解 低钛 细 晶铝锭 是郑 州 大学 材 料 物理 实 验 室  60L   51 V扫描 电镜 分析 。 在联合 电解铝厂经过多年的实验和探索 , 电解过程  36 质量分数 ) % 表 1 电解低钛 A 5 合金化学成分(   生  中加 入 一 定 量 的 氧 化 钛 , 产 出 的 一 种新 型 铝 锭 。 皇  ! 竺  皇 已有 的工 作 表 明 ,电解 低 钛 细 晶铝 锭 不 改 变 纯铝 的  . ~7 5 2 . 0.50 0 .000 0 0 6 5 .  ≤0.  0 3~ 4  .8~0 2 .2~ .3 余量 电解 生产 工 艺 和 生 产效 率 ,与传 统 的熔 配 加钛 方 式 相 比, 有细 化 晶 粒效 果 更好 , 衰 退 能 力 更 强 , 具 抗 硅  2 试验 结 果 与 分析  微观组织 中分布更均匀等优点_ 。本 相在熔体 、   】 . 2 1 固溶温 度对 合金 微观 组织 和性 能的 影响  36 通文应 用 电解低钛 细 晶铝锭 熔 配 A 5 合 金 , 过金 相  示   图 1 出 了 固溶 温 度 对 合 金 微 观 组 织 的影 响 , 硅 扫显 微 分 析 、 相 定 量 分 析 、 描 电镜 和力 学 性 能 测  图 2为 硅颗 粒定量 金 相分 析 参数 变 化 曲线 。在此 三  研 优试 , 究 了合金 的微 观组织 与 力学 性 能 , 化 了合 金  电解 低钛 A 5 种 固溶 温度 处理 下 , 36合金 组 织 中硅颗   的固溶处 理工艺 。 硅相缩颈 、 粒形貌显著改善 , 硅  熔断粒化为圆球状 ,1 试 验材 料 和 方 法  长 .4 圆形 度 大 于 0 8 相形 态 圆整 , 宽 比小 于 13 , .。硅  平   。 a   颗 粒细 小 , 均直 径小 于 4tn 随着 固溶温 度升 高
 
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