鋁合金擠壓制品在線熱處理技術

皇澤中

【摘 要】現階段，我國大型復雜界面鋁型材的研究力度越來越大，鋁型材的幾何精度、力學性能極易受到在線熱處理技術的影響，而鋁合金的性能與淬火冷卻速率聯系十分緊密。在制定淬火工藝制度的過程中，相關人員需要分析淬火速率、淬火應力、淬火敏感性等因素。基于此，文章介紹了鋁合金擠壓制品在線熱處理技術的基本原理，分析了鋁合金擠壓制品在線淬火技術的優勢，研究了鋁合金擠壓制品在線淬火技術的基本條件和工藝條件。

【關鍵詞】鋁合金擠壓制品；在線；熱處理技術

1.引言

在現代化社會的發展中，很多先進技術已融入各個行業的發展中，社會各界對高精度、高質量、高性能的鋁型材需求量日益增加，尤其是形狀復雜、大截面的空心型材，這就使得鋁合金擠壓制品在線熱處理技術應運而生，這項技術具有能源消耗少、操作簡單等優勢[1]。而傳統的淬火工藝主要實行離線淬火方式，這種方式消耗的能量比較多、工藝比較復雜，這就需要技術人員使用在線淬火方式，實現各項資源的充分利用，提高生產的整體效率。

2.鋁合金擠壓制品在線熱處理技術的基本原理

鋁比較活潑，能夠和各種氣體發生反應，鋁合金熔煉過程直接影響著熔體的整體質量，金屬吸氣會使得鑄錠在凝固過程中無法有效逸出。因此，在鋁合金熔煉過程中，爐料會在受熱的情況下進行融化，這樣鑄錠內部的缺損位置在反應時金屬無法還原，進而獲取了液態金屬，這樣就能夠實現金屬氧化的預期目標，減少對其性能帶來的影響。在這種情況下，被燒損影響的金屬會影響鋁合金的化學成分，出現氧化夾渣問題，直接影響鋁合金鑄錠的應用效果，并出現相應的氣孔，進而降低鋁合金鑄錠，影響實踐過程中的產品加工質量。除此之外，鋁的活性比較強，這樣在熔煉溫度下會與水、碳氫化合物發生化學反應，在應用連續熔煉法的過程中，滿足熔煉作業的實際要求。在鋁合金熔煉過程中，為了減少鋁合金鑄錠廢品問題，提升產品的整體質量，相關人員應該減少鋁合金熔煉過程中熔體的停留時間，還應該嚴格控制熔煉過程，減少鋁合金熔煉過程中的氣孔問題，相關人員還需要針對這一問題，采取合理的優化措施。

3.鋁合金擠壓制品在線淬火技術的優勢

首先，這項技術不需要重新加熱，產品無需消耗更多的能量，也不會因長期加熱引發晶粒變大、粗晶環等現象；其次，在線淬火技術的生產工藝比較簡單，其主要是在擠壓機上連續完成淬火、矯直等工序，在很大程度上減少了生產時間，進而提升了整體的生產效率；再次，在線淬火技術不需要吊運中間制品，且制品長度不易受到吊運和淬火爐等影響，有利于加強對制品輸送過程的保護，使得幾何廢料、工藝廢料等損失都有所降低，為制品的整體質量提供了保障；最后，這項工藝的連續性比較強，能夠有效地降低人工勞動強度，為實現全自動控制提供了支持。

4.鋁合金擠壓制品在線淬火技術的基本條件

4.1合金的淬火溫度范圍

在鋁合金擠壓制品在線淬火技術的應用中，相關人員需要合理地控制合金的淬火溫度范圍，淬火溫度范圍之間反映在合金固相線、強化相固溶線之間溫度范圍中，這就是合金的淬火敏感性。隨著淬火溫度范圍的不斷擴展，淬火敏感性會越來越高，這就需要技術人員針對淬火敏感性低的合金實行在線淬火的方式，具有良好的強化效果；而淬火敏感性高的合金不能使用在線淬火技術，難以實現預期的效果。

4.2合金淬火的冷卻速度

在鋁合金擠壓制品在線淬火過程中，技術人員需要注重合金淬火的冷卻速度，使其滿足相關要求。冷卻速度指的是單位時間內的溫度降低數值，合金淬火的冷卻速度是高溫冷卻過程中保持高溫，而不易析出強化相的溫降速度。不同的合金對淬火冷卻速度的要求存在一定的差異，很多合金的冷卻過程不會析出強化相，這就需要很小的冷卻速度，如6063合金淬火過程中的冷卻速度只需在1℃/s，而7XXX系列的合金淬火過程中的冷卻速度是30℃/s。淬火冷卻速度與合金特性、制品尺寸和形狀的聯系十分緊密。同時，壁薄的制品溫降速度比較快，這時所需的冷卻速度很低，而壁厚的制品受芯部熱量無法有效散出的影響，需要較高的冷卻速度。除此之外，實心型材的散熱面積很大，所需的冷卻速度較低，空心型材的散熱面積較小，空腔內部的熱量無法有效散出，所需的冷卻速度較高，因而在線淬火裝置能夠滿足冷卻速度的各項要求。

4.3合金淬火的轉移時間

技術人員在應用離線淬火技術的過程中，合金淬火的轉移時間指的是制品離開加熱爐到完全進入水中所需的時間，具體是指制品出模口到冷卻區所需的時間，這一過程中制品會被裸露在大氣中，出現溫降，時間越長，溫降越大。轉移時間指的是轉移速度的快慢，主要是進入冷卻區的速度，在進入冷卻區速度低于金屬傳熱速度的情況下，制品會在進入冷卻區之前，受內部金屬傳熱出現很大的溫降，在溫度降低到強化相析出溫度的情況下，淬火冷卻之前會出現強化相析出，進而影響淬火的強化效果。除此之外，淬火敏感性高的合金需要的淬火轉移時間比較短，在線淬火制品的轉移時間、進入冷卻區速度是由擠壓速度決定的，中小型擠壓機從模子出口到冷卻裝置的距離很小，需要的轉移時間短，但在擠壓速度低的情況下，無法滿足制品進入冷卻區的速度，而大中型擠壓機模子出口到冷卻裝置無法滿足淬火敏感性高的合金對轉移時間的要求，因而在線淬火處理適用于淬火敏感性較低的合金中。

5.鋁合金擠壓制品在線淬火技術的工藝條件

鋁合金擠壓制品在線淬火技術的工藝條件主要有：第一，錠坯快速加熱爐，如感應加熱爐、火焰直接噴射加熱爐等；第二，溫室組織狀態，如合金元素過飽和的固溶狀態的冷卻裝置，即精密水-霧-氣等在線淬火裝置。在擠壓在線淬火的過程中，未擠壓淬火的生產能力未得到減少，且產品由張力矯直后滿足技術標準中的形狀和尺寸偏差。

在擠壓制品離開模具時，往往需要經歷三個階段，分別是臨近淬火、淬火、淬火后冷卻至環境溫度。為了避免出現不必要的析出，型材在進入冷卻裝置，如淬火區的過程中，需要將其溫度控制在固溶線溫度以上，這樣高固溶線溫度、擠壓速度慢的合金需要的模具到淬火區距離較小，需要縮短淬火轉移時間。同時，冷卻裝置的冷卻速度、接觸時間需要滿足獲取固溶合金元素的分量，這樣產品的性能就能夠滿足實際的使用要求，并應用噴水霧、持續涌流水的方式滿足實際需求，但這種淬火方式會導致型材出現扭曲變形問題，無法持續后期的張力矯直作業，使得擠壓機發生堵塞，進而降低擠壓機的產量。除此之外型材扭曲變形還需要補充整形，滿足所需的尺寸允許偏差，在達到所需冷卻速度的基礎上，淬火過程中應用強制空氣冷卻、水霧冷卻的方式比水淬方式更加可取[3]。

6.結束語

綜上所述，在現代化社會的發展中，很多先進技術已融入各個行業的發展中，在線淬火具有高效、節能的特點，是一種鋁型材生產技術，其能夠提升生產效率，進而減少資金投入，在這項技術的應用過程中，相關人員應該分析技術應用過程中的各種影響因素，如淬火溫度范圍、冷卻速度和轉移時間等，以此為基礎合理地選擇淬火設備，實現預期的熱處理效果。但是，在淬火敏感性高的大規格硬鋁合金管棒材中，技術人員需要選擇離線淬火的方式，以實現強化效果。

【參考文獻】

[1]茍昕.鋁合金擠壓制品在線熱處理技術[J].智能城市，2018，v.4（11）：162-163.

[2]陳啟峰.鋁合金擠壓制品在線淬火熱處理工藝分析[J].有色金屬加工，2015（3）：36-38.