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铝材挤压出来后时效热处理增加硬度的重要性


铝材热处理是铝型材厂一项重要的工艺,也是车间要求严格的生产工序。它的目的是通过对铝材的加热、保温、冷却,改变铝材内部的组织,从而获得所期望的性能。不同的加热温度、不同的保温时间和不同的冷却方式,将使金属获得不同的组织和性能,使其处于不同的热处理状态。
变形铝合金分为热处理不可强化铝合金和热处理可强化铝合金两大类。

热处理异常后果 过热:是指热处理时由于加热温度过高和保温时间过长,使奥氏体粗大而引起的力学性能恶化现象,常用正火工艺弥补; 过烧:加热时温度过高,不仅奥氏体晶粒长大,而且奥氏体晶界发生晶界弱化的变化,如晶粒边界被烧熔氧化等,过烧时除了基体有明显的魏氏组织外还有黑色氧化物沿晶粒边界分布,过烧只能报废重新冶炼。 加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。
什么是过热?什么是过烧?其原因是什么?如何防止和补救? 答:①过热就是加热温度过高,在高温度下保温时间过长,引起晶粒粗大,淬 火后得到的是针状组大的马氏体。
②过烧就是,加热温度太高,或在高温保温, 时间太长造成工件表面氧化,过烧的工件不能从新淬火只能报废处理。
如何防止:检查材料是否正确,制定合理的工艺,热处理前对控制仪表校验, 合理的选择温度,不能私自提高淬火温度计延长保温时间,遇到问题及时汇报,补救办法:轻微过热的工件可延长回火时间来补救,严重的过热可进行正火细化晶粒,如一次正火不能细化晶粒,可第二次正火,然后按常规的热处理进行从新热处理。过烧的工件没有补救办法只能报废处理。 

热处理代号--(名称) T1--人工时效 T2--退火 T4--固溶处理加自然时效 T5--固溶处理加不完全人工时效 T6--固溶处理加完全人工时效 T7--固溶处理加稳定化处理 固溶处理:指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却(水冷),以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 

不完全人工时效:采用比较低的时效温度或较短的保温时间 , 获得优良的综合力学性能 , 即获得比较高的强度 , 良好的塑性和韧性 , 但耐腐蚀性能可能比较低。
完全人工时效:采用较高的时效温度和较长的保温时间 , 获得最大的硬度和最高的抗拉强度 , 但伸长率较低。 

稳定化处理:为使工件在长期服役的条件下形状和尺寸变化能够保持在规定范围内的热处理。 铝合金的热处理不同于碳钢,其熔点低,易过热过烧,加热温度的偏差范围小,对温度仪的精度要求高。若加热保温过于偏差,则可能达不到强化的目的。
因此,对于锻铝合金的加热炉温度的控制是整个热处理过程的关键。

根据试验结果分析:人工时效温度的高低与时间的长短有很大关系。较高的时效温度,可以缩短保温时间:较低的时效温度则需要延长保温的时间。用前者方法处理,同一炉试件检出的硬度数据,离散性较大,批量生产难以把握产品的质量,而后者受试件的合格率较高,能够保证强化工艺的质量要求,但工艺成本显著增加。在这两者之间,必然有一个比较合理的可行区间。经多次反复试验,我们找到如下的加热温度和时间的关系,这对锻铝试件的强化处理较为适合。 掌握了热处理工艺,并不等于说锻铝合金的强化问题已经解决,若操作不当,同样会导致失败。

在处理的过程中应注意以下几点:
1、被加热的工件在炉腔内须排列整齐,且阳温使之受热均匀。 2、温度的调整与受试件的形状及其实体尺寸也有一定的关系; 淬火转移的时间尽可能短,一般时间t<6秒; 3、要求力热炉的温控仪完好,性能稳定,同时也要避免炉腔余温的热惯性引起的温度偏差。这就要求我们及时监控、调整加热的温度。如此,就可以满足工件的强化质量要求。


热处理不可强化的变形铝合金如图中合金元素的含量在1区范围内,或少数合金虽然含量超过1的范围,但强化效果不明显的铝合金。这类合金一般都有良好的抗蚀性,常称为防锈铝合金。属于不能热处理强化的变形铝合金主要有纯铝、Al-Mg系和Al-Mn系的合金。如l060,1050,1100(纯铝),5A02,5A03,5A06,5056,5456,5083(A1-Mg系)等和3A21(Al-Mn系)等。


热处理可强化的变形铝合金其合金元素含量在2区范围内,通过热处理可显著提高本身的力学性能。属于这类的变形铝合金有:

1)Al-Cu-Mg系(硬铝)2A01,2A10,2A11,2A12,2A06,2A16等。
2)Al-Cu-Mg-Zn系(超硬铝)7A03,7A04,7A09,7A10等。
3)Al-Cu-Mg-Si系(锻铝)6A02,2A50,2B50,2A70,2A80,2A90,2A14,6061,6063等。
挤压铝型材的热处理方式主要有淬火、自然时效、人工时效、回归处理、退火。产品的热处理状态有:
T1——热挤压冷却后自然时效状态;
T4——热挤压淬火加自然时效状态;
T5——热挤压冷却后人工时效状态;
T6——热挤压淬火加人工时效状态;
0——经完全退火的状态。

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