鋁型材淬火處理工藝：

對(duì)熱處理可強(qiáng)化的變形鋁型材而言，淬火與時(shí)效是極其重要的，是充分發(fā)揮材料潛質(zhì)，提高鋁型材強(qiáng)度性能的重要手段。

1.淬火工藝簡(jiǎn)述

淬火是將鋁型材制品置于淬火爐中，進(jìn)行快速加熱，升溫至固溶體溶解度曲線溫度以上、固相線或共晶溫度以下，保溫一定時(shí)間，使在冷卻狀態(tài)下出現(xiàn)的第二相，或稱過(guò)剩相，與固溶體平衡的其他相充分溶解于固溶體中，使固溶體充分過(guò)飽和后，然后快速轉(zhuǎn)入淬火冷卻劑，通常為冷卻水中，防止或盡可能減少轉(zhuǎn)移過(guò)程中固溶體在高溫下進(jìn)行分解，以得到冷態(tài)下最大的過(guò)飽和固溶體。

2.淬火工藝參數(shù)的確定

淬火工藝參數(shù)包括加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度以及裝爐量等。

2.1淬火與時(shí)效合金的特征

淬火與時(shí)效后，鋁型材制品能獲得最大的強(qiáng)化效果。第二組元濃度增高，鋁型材淬火時(shí)效后的硬度隨之增大。其原因是第二組元濃度增大的合金，淬火后固溶體的過(guò)飽和度增高，時(shí)效后脫溶質(zhì)點(diǎn)體積分?jǐn)?shù)增大。但是如果完全按此規(guī)律類推，則C5合金應(yīng)有最大的強(qiáng)化效果。然而實(shí)際上要得到C5濃度的過(guò)飽和固溶體需在共晶溫度下淬火。這在工藝上會(huì)發(fā)生過(guò)燒，不可能實(shí)現(xiàn)，故接近極限濃度的C4合金淬火時(shí)效后將獲得最佳強(qiáng)化效果。當(dāng)合金濃度超過(guò)極限溶解度后，如合金C6、C7，按C4合金相同工藝淬火時(shí)效，其基體γ固體中脫落產(chǎn)物密度與C4相同，便由于不參加時(shí)效過(guò)程的β相隨之增多，γ固溶體基體相應(yīng)減少，故整個(gè)強(qiáng)化增量下降。此外，時(shí)效后的鋁型材強(qiáng)度與合金淬火狀態(tài)的原始強(qiáng)化有關(guān)，而基體固溶體的強(qiáng)度隨合金組元濃度的增加而提高，接近組元極限溶解度的鋁型材，在淬火狀態(tài)下具有更高的強(qiáng)度，其時(shí)效后又具有更高的強(qiáng)化效應(yīng)，所以具有最高熱處理強(qiáng)度的鋁型材位于狀態(tài)圖上接近于最大溶解度的位置。此外，固溶體的過(guò)飽和濃度越高，時(shí)效時(shí)分解越迅速，達(dá)到強(qiáng)化最大值的時(shí)間越短。

除主要合金元素外，某些微量元素對(duì)熱處理過(guò)程的組織和性能也會(huì)產(chǎn)生重大影響。上述按二元合金推出來(lái)的熱處理強(qiáng)化規(guī)律，同樣適用于三元、多元合金。

2.2鋁型材淬火加熱溫度的確定

適當(dāng)提高淬火溫度，可增加晶體點(diǎn)陣的穴位數(shù)量，增大第二相在固溶體中的溶解度，使第二相的溶解更充分，更知徹底，從而在淬火后固溶體中的空位過(guò)飽和濃度和合金元素的過(guò)飽和濃度更高，加速時(shí)效過(guò)程，在某些情況下提高硬度峰值，獲得更高的強(qiáng)化效果。同時(shí)提高淬火溫度，可使固溶體成分更加均勻，晶粒適當(dāng)粗化，晶界總面積減少，在隨后時(shí)效時(shí)較易于發(fā)生普遍脫溶，有利于獲得更大的強(qiáng)化效果和較好的耐腐蝕性能。但溫度太高，會(huì)使晶粒過(guò)分粗大，甚至發(fā)生過(guò)燒而導(dǎo)致鋁型材產(chǎn)品報(bào)廢。對(duì)6A02、2A30容易出現(xiàn)粗大晶粒組織的鋁型材則應(yīng)控制上限溫度，宜采用中、下限溫度淬火。

熱處理可強(qiáng)化鋁型材多數(shù)所含組元濃度都比較高，因此其淬火溫度一般已接近固相線之溫度。但在實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)晶總是在非平衡條件下進(jìn)行的，如C0合金非平衡結(jié)晶完成時(shí)不一定都成固溶體，可能在晶界處存在少量的低熔點(diǎn)共晶組織，其開始熔化溫度即低于固相線溫度，應(yīng)為該合金的共晶溫度。若淬火溫度上限達(dá)到或超過(guò)共晶溫度，其易溶共晶相熔化便制品發(fā)生過(guò)燒。所以大多數(shù)鋁合金材料淬火時(shí)高于第二相溶解度曲線之溫度而低于共晶溫度，其區(qū)間的上、下限范圍很小。如2A12、2A11、7A04鋁型材的淬火溫度區(qū)間一般為±2℃。當(dāng)然有極少數(shù)合金淬火溫度區(qū)間較大，中強(qiáng)可焊的Al-Zn-Mg-Zr合金的淬火溫度范圍為350-500℃。

在生產(chǎn)中，合金的淬火溫度一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇，即將試樣加熱至不同溫度保持相同的時(shí)間后進(jìn)行淬火，并采用同樣的規(guī)程進(jìn)行時(shí)效后，測(cè)定其性能；將所測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)的淬火溫度繪成關(guān)系曲線，并結(jié)合鋁型材組織進(jìn)行比較，其各方面特性比較優(yōu)越的溫度即為合理的溫度范圍。