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铝型材淬火加热保温时间和转移时间的确定
铝挤压型材淬火加热保温时间主要取决于强化相的固溶速度;而强化相的固溶速度又与淬火加热温度、合金的本性、组织状态、铝型材断面大小、加热条件、介质及装炉多少等因素有关;
一般淬火加热温度偏上限时,其保温时间相应要短一些;经过高温挤压、变形程度较大的,保温时间较短;而预先经过退火的铝型材,由于其强化相缓慢析出较粗大,使其强化相溶解速度较慢,因而保温时间相应的长一些;铝型材在热空气中加热和在盐浴中加热其保温时间大不一样;在盐浴中加热的时间要短得多;工业铝型材或棒材多数是用立式空气淬火炉,其保温时间是以金属表面温度或炉膛温度达到淬火温度下限开始计算保温时间;表1列出了铝型材、棒材在立式空气淬火炉中,不同型材尺寸的加热保温时间;表2为管材在立式空气淬火炉中,不同壁厚的加热保温时间;淬火加热保温时间必须保证强化相充分溶解,才能获得最大的强化效果;但加热时间也不宜太长,在某些情况下,反而会使型材性能降低;
许多工业热处理强化的铝型材如2A12、7A04等高强度型材,不像建筑铝型材如6063合金那样可以在空气中淬火,即较小的冷却速度就可以阻止强化相的析出;它们从淬火加热炉中拿出,转移到淬火水槽中,短短的十几秒钟甚至是几秒钟在空气中冷却,就会有强化相的析出,影响强化效果;表3中列出了7A04合金不同转移时间对淬火后的力学性能的影响;
铝型材壁厚棒材直径/mm
|
加热时间/min
|
铝型材壁厚棒材直径/mm
|
加热时间/min
|
||
铝型材长度<13m
|
铝型材长度≥13m
|
铝型材长度<13m
|
铝型材长度≥13m
|
||
≤3.0
|
30
|
45
|
30.1~40.0
|
105
|
135
|
3.1~5.0
|
45
|
60
|
40.1~60.0
|
150
|
150
|
5.1~10.0
|
60
|
75
|
60.1~100.0
|
180
|
180
|
10.1~12.0
|
75
|
90
|
>100.0
|
210
|
210
|
12.1~30.0
|
90
|
120
|
—
|
—
|
—
|
壁厚/mm
|
加热时间/min
|
壁厚/mm
|
加热时间/min
|
≤2.0
|
30
|
10.1~20.0
|
75
|
2.1~5.0
|
40
|
>20.0
|
90
|
5.1~10.0
|
60
|
—
|
—
|
淬火转移时间/s
|
抗拉强度σb/MPa
|
屈服强度σ0.2/MPa
|
伸长率δ/%
|
3
|
533
|
503
|
11.2
|
10
|
525
|
485
|
10.7
|
20
|
517
|
461
|
10.3
|
30
|
460
|
385
|
12.0
|
40
|
427
|
354
|
11.6
|
60
|
404
|
316
|
11.0
|
因此淬火转移时间是铝型材淬火工艺中必须规定的工艺参数之一;即铝型材从淬火炉中转移到淬火介质中,必须在规定的最大转移时间内完成;这一时间称最大容许转移时间或淬火延迟时间;这一时间与合金的成分、型材的形状、设备操作的自动化程度有关;条件允许的话,淬火转移时间越短越好;一般工艺规定:小型材的转移时间不应超过20s,大型的或成批淬火的铝型材,不应超过40s;对于超硬型材如7A04,转移时间不应超过15s;
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