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，它對鋁型材產品的組織穩(wěn)定性和力學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品以一定的速度進行冷卻，以保留住高溫狀態(tài)下溶解入基體固溶體中的過飽和強化相，防止其在高溫下進行分解。



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，或在擠壓出口處進行強制風冷可實現(xiàn)淬火；對中強可焊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如水中進行淬火。才能將高溫下的過飽和固溶體保留到低溫下，然后進行時效強化。

在選擇冷卻時速時，應根據(jù)型材的性能、鋁型材產品的規(guī)格尺寸和形狀的復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。采用擠壓法生產的鋁合金管、棒、型材普遍采用水介質冷卻淬火。水的冷卻速度大，完全可獲得過飽和固溶體。但在水中急冷，會產生很大的淬火應力，導致一些大尺寸鋁型材和形狀復雜的工件發(fā)生變形、翹曲、裂紋，這一般通過調節(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、時效后的材料強度，同時還可能產生晶界腐蝕。水溫越高，影響越明顯。