鋁型材淬火處理工藝：

對熱處理可強(qiáng)化的變形鋁型材而言，淬火與時效是極其重要的，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，保溫一定時間，使在冷卻狀態(tài)下出現(xiàn)的第二相，或稱過剩相，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、保溫時間、冷卻速度以及裝爐量等。

2.1淬火與時效合金的特征

淬火與時效后，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，淬火后固溶體的過飽和度增高，時效后脫溶質(zhì)點體積分?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。然而實際上要得到C5濃度的過飽和固溶體需在共晶溫度下淬火。這在工藝上會發(fā)生過燒，不可能實現(xiàn)，故接近極限濃度的C4合金淬火時效后將獲得最佳強(qiáng)化效果。當(dāng)合金濃度超過極限溶解度后，如合金C6、C7，按C4合金相同工藝淬火時效，其基體γ固體中脫落產(chǎn)物密度與C4相同，便由于不參加時效過程的β相隨之增多，γ固溶體基體相應(yīng)減少，故整個強(qiáng)化增量下降。此外，時效后的鋁型材強(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，固溶體的過飽和濃度越高，時效時分解越迅速，達(dá)到強(qiáng)化最大值的時間越短。

除主要合金元素外，某些微量元素對熱處理過程的組織和性能也會產(chǎn)生重大影響。上述按二元合金推出來的熱處理強(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飽和濃度和合金元素的過飽和濃度更高，加速時效過程，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，在隨后時效時較易于發(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，會使晶粒過分粗大，甚至發(fā)生過燒而導(dǎo)致鋁型材產(chǎn)品報廢。對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)晶完成時不一定都成固溶體，可能在晶界處存在少量的低熔點共晶組織，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)到或超過共晶溫度，其易溶共晶相熔化便制品發(fā)生過燒。所以大多數(shù)鋁合金材料淬火時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實驗選擇，即將試樣加熱至不同溫度保持相同的時間后進(jìn)行淬火，并采用同樣的規(guī)程進(jìn)行時效后，測定其性能；將所測數(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。