鋁型材淬火冷卻速度的確定

鋁型材淬火冷卻速度工藝中是重要的參數(shù)之一，它對鋁型材產(chǎn)品的組織穩(wěn)定性和力學(xué)性能有著非常重要的影響。

將加熱到淬火溫度或擠壓過程中鋁型材保持在淬火溫度的產(chǎn)品以一定的速度進(jìn)行冷卻，以保留住高溫狀態(tài)下溶解入基體固溶體中的過飽和強(qiáng)化相，防止其在高溫下進(jìn)行分解。



冷卻速度的大小決定于鋁型材過飽和固溶體的穩(wěn)定性。對于穩(wěn)定性大、淬火敏感性低的鋁型材，如Al-Mg-Si系中的6063工業(yè)鋁型材，在擠壓過程中采用水封冷卻，或在擠壓出口處進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷可實現(xiàn)淬火；對中強(qiáng)可焊AL-Zn-Mg-Zr合金，固溶體穩(wěn)定性很高，即使在靜止空氣中冷卻也可實現(xiàn)淬火；而對穩(wěn)定性低的合金，如Al-Cu-Mg系、AL-Zn-Mg-Cu系則必須在具有較大冷卻速度的介質(zhì)如水中進(jìn)行淬火。才能將高溫下的過飽和固溶體保留到低溫下，然后進(jìn)行時效強(qiáng)化。

在選擇冷卻時速時，應(yīng)根據(jù)型材的性能、鋁型材產(chǎn)品的規(guī)格尺寸和形狀的復(fù)雜程度綜合考慮決定。型材的固溶體穩(wěn)定性低、淬火敏感度高的鋁型材必須選擇冷卻速度高的介質(zhì)。采用擠壓法生產(chǎn)的鋁合金管、棒、型材普遍采用水介質(zhì)冷卻淬火。水的冷卻速度大，完全可獲得過飽和固溶體。但在水中急冷，會產(chǎn)生很大的淬火應(yīng)力，導(dǎo)致一些大尺寸鋁型材和形狀復(fù)雜的工件發(fā)生變形、翹曲、裂紋，這一般通過調(diào)節(jié)冷卻水的溫度來解決或減小其變形程度。對壁厚或直徑為中、小規(guī)格的制品，水溫控制在15-35℃；對大直徑、大壁厚或形狀復(fù)雜的棒、型材、水溫控制在40-50℃。這里有一點必須說明，提高冷卻水溫，會影響淬火效能，降低淬火、時效后的材料強(qiáng)度，同時還可能產(chǎn)生晶界腐蝕。水溫越高，影響越明顯。