铝合金固溶及时效处理炉
2019-01-10 11:46:21
连续式铝合金淬火炉适用于对大、中型铝合金产品零部件的固溶处理及时效处理。本设备专供铝铸件、型材大批量固熔、时效热处理。本设备与电气控制配套使用，具有很高的自动化程度。 连续式铝合金淬火炉是由加热炉罩和移动式底架组成的。方形（或圆形）炉罩顶装有起重机，通过链条和挂钩可将料筐吊至炉膛。炉罩由型钢支起，底部有气动（或电动）操作的炉门。位于炉罩下方的底架可沿轨道移动、定位，底架上面载有淬火水槽和料筐。生产时，将底架上的料筐移至炉罩正下方，打开炉门，放下链条及挂钩将料筐吊入炉膛，关闭炉门后进行加热。淬火是地，先将底架上的水槽移至炉罩正下方，然后打开炉门，放下链条，将料筐（工件）淬入水中。 连续式铝合金淬火炉主要技术特点： 本电炉主要由炉体（包括炉门）、炉衬、炉门升降、炉车、炉 车传动机构、电加热装置、温度控制及记录系统等主要部分组成。 具体可根据用户要求定制 连续式铝合金淬火炉工作原理： 在淬火中冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的，通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。其效果将随高温冷却速度的加快而增大。而且,在能淬透的情况下,截面尺寸越大的工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢,热应力减小,组织应力随尺寸的增大而增加,较后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时性。仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。一般情况下只能产生在非淬透性件中的裂纹,虽以整体快速冷却为必要的形成条件，可是它的真正形成原因,却不在快速冷却(包括马氏体转变区内)本身,而是淬火件局部位置(由几何结构决定),在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓,因而没有淬硬所致。产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。为了避免这类裂纹产生，往往使用水--油双液淬火工艺。在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确保外层金属得到马氏体组织,而从内应力的角度来看,这时快冷有害无益。其次,冷却后期缓冷的目的,主要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的收缩速度,从而达到减小应力值和较终抑制淬裂的目的。
固溶深冷处理——铸造铝合金较佳热处理强化手段
2019-01-11 09:43:28
铸造铝合金热处理强化通常采用固溶处理及时效处理。固溶处理时加热到一定温度保温，然后速冷(水冷)，以获得具有一定过饱和度的固溶体，再通过时效强化提高合金力学性能。近几年铝合金深冷处理也得到较多研究，并已证明可提高合金力学性能。铝合金深冷处理工艺比较单一，一般是固溶加热水冷到室温后再进行深冷处理，及随后时效处理。本文将铸造铝合金固溶加热保温后直接在液氮中冷却并保温一定时间，即将水冷工序与深冷处理工序合并为一个工序，称其为“固溶深冷处理”。通过测试合金力学性能变化，以探求铸造铝合金较佳热处理强化手段。 实验材料为自制ZL合金、ZL101和ZL109三种铸造铝合金。自制ZL合金试样在实验室熔炼浇铸，成分(质量分数，%)为：7.0Si，1.0Mg，92Al。深冷处理介质为制氧车间提供的工业液氮(-196℃)。三种铸造铝合金分别采用下列三种工艺处理： ①固溶处理(水冷)+时效； ②②固溶处理(水冷)+液氮深冷48h+时效； ③③固溶加热保温后直接液氮深冷48h+时效。为了解深冷处理对时效性能影响，除上述人工时效外，部分试样还进行了75天自然时效，测试其硬度变化。 Al-Si系合金经深冷处理后硬度、强度升高，具有明显强化作用，某些深冷处理工艺也可保持塑性改善，具有强韧化作用。固溶深冷处理对Al-Si系合金力学性能影响优于常规深冷处理。深冷处理对Al-Si系合金有预时效作用，促进第二相弥散均匀析出，有利于力学性能改善。
铝合金固溶的时效因素
2019-01-11 15:44:08
铝合金时效强化原理铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和铝合金固溶炉体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。 影响时效的因素 1.从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到较大值，而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金，淬火后在室温下停留一天后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。 2.合金化学成分的影响一种合金能 否通过时效强化，首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，铝合金固熔炉且随温度变化不大，而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大，强化效果甚微。因此，二元铝－硅、铝－锰、铝－镁、铝－锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金，如铝－铜合金，及三元合金或多元合金，如铝－镁－硅、铝－铜－镁－硅合金等，它们在热处理过程中有溶解度和固态相变，则可通过热处理进行强化。
铝合金的固溶处理工艺影响
2019-01-11 16:23:22
铝合金的固溶处理工艺影响 1.铝合金固溶时效热处理 铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。 2、铝合金热处理特点 众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金固熔炉金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，淬火后铝合金的强度称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。（100～200℃）内发生，称人工时效。 3、铝合金时效强化原理 铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
铝合金链轮固溶处理工艺改进
2018-12-28 14:46:54
链轮是自行车曲柄链轮总成的一个重要零件，该零件的加工工艺为：剪条料→落料→冲中心孔→成形→冲齿→砸齿→冲6-准25孔→固溶处理。 该零件的固溶处理工艺规范：温度495～503℃，保温时间15～20min，冷却介质为25～35℃水。零件经冲压加工后，零件平面度达到要求，但经固溶处理后，零件平面度都超过产品图的要求。为保证零件的技术要求，在固溶处理前，先采用螺栓和压板将链轮固定在专用挂具上，然后进行固溶处理。固溶处理后，卸下螺栓和压板，将链轮从专用挂具上取出，链轮的平面度仍不能满足产品图的要求。 采用水作为淬火介质，其优点是：操作简便、成本低廉、冷却快，能保证铝合金的性能要求。但从避免和减小工件变形的角度来讲，水又不是一种理想的淬火介质。由于冷却过快，工件表面和心部，以及不同壁厚之间出现很大的温差，引起相当高的内应力。在高温下，铝合金十分柔软，故极易造成变形;在低温下，内应力可能导致工件开裂。目前，在生产中，为减小工件变形，常采用提高水温的办法或用油淬、等温淬火等工艺，或采取聚合物作淬火介质。采用油淬，需要增加除油工序。而采用等温淬火工艺，工艺复杂。而采用聚合物作淬火介质，其优点是，冷却能力可通过改变浓度调整。低浓度聚合物水溶液的冷却速度和冷水相当，甚至更高，随浓度增加，冷却能力下降而接近油、热水。其次，成本高，生产管理不如水简便。 根据以上分析，决定采用100℃热水作为淬火介质。固溶处理工艺规范：温度495～503℃，保温时间15～20min。经上述工艺固溶处理后的链轮，平面度都小于0.26mm。
固溶强化
2019-01-02 09:52:54
合金元素加入纯铝中形成无限固溶体或有限固溶体，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都形成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。
铝合金热处理技术
2018-12-28 15:58:44
1、铝合金热处理原理
铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
2、铝合金热处理特点
众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间(如4～6昼夜后)，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围(如100～200℃)内发生，称人工时效。
3、铝合金时效强化原理
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
航空铝合金热处理技术
2019-01-09 09:34:01
随着交通技术的发展，铝合金以质量轻、强度高、加工方便等特点，在航空材料上得以广泛应用，铝合金的有效应用减轻了飞机的结构重量，改善飞行性能并增加了经济效益，因此航空铝合金技术也得到更多的关注，本期小编就带大家了解下航空铝合金热处理技术：
铝合金热处理以空气循环电炉代替硝盐炉
传统热处理采用硝盐炉加热，存在环境污染严重、能源消耗和浪费较大的缺点，而空气循环电炉具有启动快、节能效果好的优势，淬火转移时间快并可调，满足不同铝合金零件的要求。空气循环电炉加热后固溶淬火对冷却介质无污染，有利于推广使用有机淬火介质，减少热处理畸变，提高生产效率。
空气循环电炉的关键技术是如何保证炉温均匀性（±3～±5℃），特别是大尺寸的炉子要求，如何满足较低温度（100～150℃）的炉温均匀性要求。第二个关键技术在于如何保证迅速的淬火转移时间，并且可以根据零件不同要求进行调整和控制。
有机淬火介质
铝合金淬火介质常用的是水或热水，但对于热处理变形较大或变形要术较严的情况，热水不能满足要求，必须选用有机淬火介质水溶液。在空气循环电炉上使用有机淬火介质水溶液代替水，减少铝合金热处理变形和钣金件校正工时50%以上。
电导率检测
铝合金材料用于飞机制造以来，一直采用抗拉试验或硬度试验来检测铝合金热处理质量。由于铝合金热处理后，在一个强度（硬度）值下，可能有两个不同状态，反之在一个状态下，可能有两个不同的强度（硬度）值。因此，只用硬度或强度来控制铝合金热处理后的质量是一种落后的检测方法，不能完全确保质量。
电导率检测具有方便快捷，工作效率高，且基本不受被检件形状、重量等条件限制，对零件无损伤的独有优势。自八十年代以来，电导率检测在国内也逐渐被广泛地应用到铝合金材料／零件的热处理状态检验中。在GB／T12966—1991《铝合金电导率涡流测试方法》标准中，给出了测试方法，GJB2894一l997《铝合金电导率和硬度要求》，明确了电导率和硬度值要求。
铝合金热处理的目的
2018-09-30 10:44:05
铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。一、热处理的目的铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1、消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2、提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3、稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4、消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。
铝合金热处理原理和特点
2018-12-29 09:42:49
铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
镍钛丝热处理
