铝合金时效强化原理
2018-12-29 09:42:49
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。
6063铝合金挤压和时效工序的工艺技术条件控制
2018-12-29 09:43:01
6063铝合金型材的挤压、在线淬火和时效的工艺技术条件，采取控制铸棒加热温度：440-480℃;模具加热温度：450-480℃，模具加热时间小于5h;挤压筒加热温度460-500℃;挤压速度：12-18m/min;出料口温度510-550℃;冷却方式为在线风冷或水雾冷却;挤压型材在线淬火后进行时效处理：控制温度为200±5℃，保温时间：3h。6063铝合金的固溶处理与挤压过程相结合，可以避免晶粒长大，提高型材产品的物理机械性能。
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。
铝合金固熔炉影响时效的因素
2019-01-11 15:44:08
铝合金固熔炉影响时效的因素 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。 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。铝合金固熔炉在淬火加热时，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。 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 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，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。 3、铝合金的固溶处理工艺影响 为获得良好的时效强化效果，在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下，淬火加热温度高些，保温时间长些，有利于获得较大过饱和度的均匀固溶体。另外在铝合金固熔炉冷却过程不析出第二相，否则在随后时效处理时，已析出相将起晶核作用，造成局部不均匀析出而降低时效强化效果。
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。
铝合金挤压之挤压类型简介
2019-01-14 11:15:20
一：正向挤压(正挤压) 挤压过程中制品流出方向与挤压轴运动方向相同的挤压方法称为正挤压，如图1-2a所示。正挤压是较基本的挤压方法，以其技术成熟、工艺操作简单、生产灵活性大、可获得优良表面的制品等特点，成为铝及铝合金材料成形加工中较广泛使用的方法之一。正挤压又可按照图1一所示的其他分类方法进一步细分，如分为平面变形挤压、轴对称变形挤压和一般三维变形挤压，或分为冷挤压、温挤压和热挤压等。 正挤压的基本特征是，挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在有很大的外摩擦，且在大多数情况下，这种摩擦是有害的，它使金属流速不均匀，从而给挤压制品的品质带来不利影响，导致挤压制品头部与尾部、表层部与中心部的组织性能不均匀;使挤压能耗增加，一般情况下挤压筒内表面上的摩擦能耗占挤压能耗的30%--40%,甚至更高;由于强烈的摩擦发热作用，限制了铝及铝合金中低熔点合金挤压速度的提高，加快了挤压模具的磨损。 二：反向挤压(反挤压) 金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤压，称为反挤压，如图在1-2b所示。反挤压主要用于铝及铝合金(其中以高强度铝合金的应用相对较多)管材和型棒材热挤压成形，以及各种铝合金材料零部件的冷挤压成形。反挤压时，金属坯料与挤压筒之间无相对滑动，所需挤压力小，挤压能耗较低，因而在同样能力的设备七，反挤压可以实现更大变形程度的挤压变形，或挤压变形抗力更高的合金。与正挤压不同，反挤压时金属流动主要集中在模孔附近的区域，因而沿制品长度方向金属的变形较均匀。但是，反挤压技术和操作较为复杂，问隙时间较正挤压长，挤压制品的表面品质难以控制，需要专用的挤压设备和工具等，反挤压的应用受到一定局限。但近年来，随着专用反挤压机的研制成功和工模具技术的发展，铝合金的反挤压获得了越来越广泛的应用。2.3复合挤压法 复合挤压法将正向挤压法和反向挤压法的特点结合起来，生产断面形状为圆形、方形、六方形、齿形、花瓣形的双杯类、杯杆类和杆杆类挤压件，也可以制造等断面的不对称挤压件。复合挤压法是正挤压时使锭坯的一部分金属的流动方向与挤压轴的运动方向相同，而另一部分金属的流动方向与挤压轴的运动方向相反。
铝合金精密挤压技术
2019-01-15 09:51:27
摘要：介绍铝合金精密挤压的特点和技术要求，以及一些小型精密铝合金型材实例 关键词：铝合金；精密挤压；技术要求 现代许多工业设备仪器如精密仪器、弱电设备中的部分零件要求小型的、薄壁的、断面尺寸非常准确的铝型材，对其尺寸公差要求非常严格。型材的壁厚较小的只有0.4 mm，其公差要求为±0.04mm。挤压生产过程对设备、工模具、工艺要求相当严格。通常把这种挤压技术称为精密挤压 【1-3】。 1 精密铝挤压型材实例 有一些小型精密铝型材的公差比JIS标准中特殊级的公差还小一半以上，一般精密铝型材要求的尺寸公差在±0.04～±0.07mm之间。部分小型精密挤压铝型材的断面示于图1。
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图1 小型精密铝型材断面举例
电位差计用的精密铝型材断面为“︼”型材重量30 g／m，断面尺寸公差范围为±0 07 mm。织机用的精密铝型材断面为“■”，断面尺寸公差为±0.04mm，角度偏差小于0.5°，弯曲度为0.83×L。 A1050、A1100、A3003、A6061、A6063（低、中强度合金）小型精密挤压型材的较小壁厚0.5mm，较小断面积20mm2。A5083、A2024、A7075、（中、高强度铝合金）小型精密挤压型材的较小壁厚0.9mm，较小断面积110mm2。 小型精密铝型材尺寸公差举例如图2所示。 图2 精密铝型材尺寸公差举例 尺寸/mm 尺寸允许公差/mm JIS特殊级 小型、精密 A 2.54 ±0.15 ±0.07 B 1.78 ±0.15 ±0.07 C 3.23 ±0.19 ±0.07 2 精密挤压技术要求 一般说，铝合金热挤压变形程度大，挤压温度和速度的变化、挤压设备的对中性、工模具的变形等都容易对型材尺寸的精度产生影响，而且它们相互影响因素很难克服。图3列出精密挤压的影响因素。
2.1 对工模具的要求 模具是影响挤压制品尺寸精度较直接的因素，要保证挤压制品在生产中断面尺寸不变或变化很小，必须使模具的刚性、耐热性、耐磨性达到一定的要求。 图3 挤压型材精度影响因素
首先要保证模具在高温高压下不易变形，有很高的耐热性，对精密挤压而言更为严格，要求在工作温度（500℃左右）下，模具材料的屈服强度不小于1200N/mm2。其次需要有高的耐磨性，这主要决定于氮化层硬度和厚度，一般要求氮化层的硬度在1150HV以上，氮化层深度在0.25 mm～0.45mm之间，而氮化后模具尺寸的变化应在0.02mm以内。 对于断面有悬壁的实心型材和空心型材，还要考虑模具的弹性变形，为了使模具保证一定的刚度，可以考虑适当增加模具的厚度或配形状相似的专用垫。 为控制型材开口尺寸的变化，可以在模子上开导流槽来控制金属的流动，如图4所示。 图4 模子上开导流槽
2．2 对挤压工艺要求 挤压方法对制品的精度有影响。正向挤压一般容易出现前端（开始挤出部分）比后端的壁厚较大的现象，反向挤压制品的前后端壁厚变化很小，如图5所示。因此采用反相挤压较容易控制制品尺寸的精度。 挤压制品在热状态下冷却会产生收缩变形．其变形量S%为： 沿挤压方向的位置／m 图5 A7075合金挤压型材的尺寸变化 式中： s％——收缩率； lt——热状态的断面尺寸； l0——冷却后的断面尺寸； a——热膨胀系数； Te——挤压温度； Ts——周围环境温度。 由（l）式可知，温度的变化会引起制品尺寸的变化，温度变化越大，其变形量越大，因此要保证制品尺寸的准确，挤压机应有Tips控制系统（等温挤压系统）。即采用等温挤压。如挤压机没有这种装置，对铝棒可采用梯度加热，做到近似等温挤压，总之要保证制品前后端温度一致或相差较小。 另外，从（1）式可以看出，挤压温度越高，产生的变形越大，因此在保证制品力学性能情况下，尽可能来用较低的挤压温度。 挤压速度的变化也会使制品的尺寸发生变化，特别是有开口的制品易引起开口尺寸的变化，应采用等速挤压、现代挤压机一般都有Fi控制系统（等速挤压控制系统）。 制品从挤压模孔出来的冷却至关重要，必须保持均匀、恒定的冷却速度，使制品的收缩保持一致。 2.3 对设备的要求 挤压机的品质影响挤压制品的精度。一般要求挤压机张力柱为预应力的整体结构，设备的刚度和对中性要好，一般挤压轴、挤压筒、模具、送料机械手之间较大允许偏差小于1.5mm，通常控制在1.2mm以内。对于精密挤压而言，模具、挤压筒、挤压杆中心偏差应小于0.2mm用于精密挤压的挤压机应有等温挤压控制系统和等速挤压控制系统，至少应有等速挤压控制。
除此之外，模具应有冷却装置，确保模具在一定温度下的刚性、耐磨性和尺寸的稳定性。 2.4 对铸棒材质的要求 铸棒的成分、组织不均匀，有夹杂、偏析、晶粒粗大等缺陷都会影响金属的流动和变形，使制品的尺寸发生变异。对于精密挤压而言，对铸棒的材质要求更为严格，必须经过均匀化处理，晶粒应控制在一级以内。 3 结束语 精密挤压是一项综合性技术。要求模具的材质、设计、制造非常严格；挤压机必须是先进的设备；根据不同的制品断面选择不同的挤压方法和工艺；铝棒需经均匀化处理，其组织、性能必须均匀。只有这样才能满足精密挤压的要求。
铝合金挤压管材分类归纳
2018-12-29 16:56:50
分类一：按管材的壁厚分 可分为：薄壁管和厚壁管。
分类二：按按规格为 可分为：大径后壁管，大径薄壁管和小径薄壁管。
分类三：按断面变化情况分 可分为： 恒断面管和变断面管材。
分类四：按生产方法分 可分为：热挤压管、冷挤压管、康福姆挤压管、热轧管、冷轧管、冷拉管、旋压管、冷弯管、焊接管、螺旋管、盘管拉伸管、双金属管、粘接管等。
分类五：按用途分 可分为：军用和民用导管、壳体管、容器管、钻探管、套管、波导管、散热管、汽车岐管、冷凝管、蒸发器管、喷嘴管、农业灌溉管、旗杆、电线杆、集电弓杆等。
分类六：按铝型材面积形状分 可分为：圆形管、椭圆形管、滴形管、扁圆管、方形管，矩形管、六角形管、八角形管、五角形管、梯形管、带筋管及其他异形管。
时效强化
2019-01-02 09:52:54
铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延长而增高，但塑性降低。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。
铝挤压型材时效时应注意的事项
2019-03-12 09:00:00
铝揉捏型材时效时应留意以下六个事项
（一）铝型材时效时尽量依照原料，厚薄，巨细，硬度要求，功能要求相同类似的铝合金型材放置同一炉中进行时效处理。时效的铝型材要严厉依照该炉型材相对应的时效工艺进行严厉操作，不得私行更改，不得敷衍塞责。
（二）留意调查循环风机，循环冷却水工作，密切留意调查焚烧加热状况，炉内升温差错状况，炉内升温速度状况，保温状况，并留意炉门的升降安全和密封性。
（三）高温焚烧环境下留意油，气的走漏状况，通风状况，留意安全。
（四）吊运装卸料框留意坠料，留意行车及料框同本身的安全间隔。
（五）铝材时效炉内禁止停留人员，有必要进入炉内作业时一定要做好相应的维护，并有必要有成年人在外调查维护。炉内根绝可燃易爆物携入，禁止用作烘烤，取暖，睡觉等非生产性用处。
（六）不同后加工要求的型材不得并料并框，应根据后加工要求连同流程卡（制作传票）别离转入各生产部门。照实做好工序各表单记载，以便核对。交接班要当面告知清楚当班状况。
挤压铸造铝铜合金
