铝合金挤压制品在线热处理技术

皇泽中

【摘 要】现阶段，我国大型复杂界面铝型材的研究力度越来越大，铝型材的几何精度、力学性能极易受到在线热处理技术的影响，而铝合金的性能与淬火冷却速率联系十分紧密。在制定淬火工艺制度的过程中，相关人员需要分析淬火速率、淬火应力、淬火敏感性等因素。基于此，文章介绍了铝合金挤压制品在线热处理技术的基本原理，分析了铝合金挤压制品在线淬火技术的优势，研究了铝合金挤压制品在线淬火技术的基本条件和工艺条件。

【关键词】铝合金挤压制品；在线；热处理技术

1.引言

在现代化社会的发展中，很多先进技术已融入各个行业的发展中，社会各界对高精度、高质量、高性能的铝型材需求量日益增加，尤其是形状复杂、大截面的空心型材，这就使得铝合金挤压制品在线热处理技术应运而生，这项技术具有能源消耗少、操作简单等优势[1]。而传统的淬火工艺主要实行离线淬火方式，这种方式消耗的能量比较多、工艺比较复杂，这就需要技术人员使用在线淬火方式，实现各项资源的充分利用，提高生产的整体效率。

2.铝合金挤压制品在线热处理技术的基本原理

铝比较活泼，能够和各种气体发生反应，铝合金熔炼过程直接影响着熔体的整体质量，金属吸气会使得铸锭在凝固过程中无法有效逸出。因此，在铝合金熔炼过程中，炉料会在受热的情况下进行融化，这样铸锭内部的缺损位置在反应时金属无法还原，进而获取了液态金属，这样就能够实现金属氧化的预期目标，减少对其性能带来的影响。在这种情况下，被烧损影响的金属会影响铝合金的化学成分，出现氧化夹渣问题，直接影响铝合金铸锭的应用效果，并出现相应的气孔，进而降低铝合金铸锭，影响实践过程中的产品加工质量。除此之外，铝的活性比较强，这样在熔炼温度下会与水、碳氢化合物发生化学反应，在应用连续熔炼法的过程中，满足熔炼作业的实际要求。在铝合金熔炼过程中，为了减少铝合金铸锭废品问题，提升产品的整体质量，相关人员应该减少铝合金熔炼过程中熔体的停留时间，还应该严格控制熔炼过程，减少铝合金熔炼过程中的气孔问题，相关人员还需要针对这一问题，采取合理的优化措施。

3.铝合金挤压制品在线淬火技术的优势

首先，这项技术不需要重新加热，产品无需消耗更多的能量，也不会因长期加热引发晶粒变大、粗晶环等现象；其次，在线淬火技术的生产工艺比较简单，其主要是在挤压机上连续完成淬火、矫直等工序，在很大程度上减少了生产时间，进而提升了整体的生产效率；再次，在线淬火技术不需要吊运中间制品，且制品长度不易受到吊运和淬火炉等影响，有利于加强对制品输送过程的保护，使得几何废料、工艺废料等损失都有所降低，为制品的整体质量提供了保障；最后，这项工艺的连续性比较强，能够有效地降低人工劳动强度，为实现全自动控制提供了支持。

4.铝合金挤压制品在线淬火技术的基本条件

4.1合金的淬火温度范围

在铝合金挤压制品在线淬火技术的应用中，相关人员需要合理地控制合金的淬火温度范围，淬火温度范围之间反映在合金固相线、强化相固溶线之间温度范围中，这就是合金的淬火敏感性。随着淬火温度范围的不断扩展，淬火敏感性会越来越高，这就需要技术人员针对淬火敏感性低的合金实行在线淬火的方式，具有良好的强化效果；而淬火敏感性高的合金不能使用在线淬火技术，难以实现预期的效果。

4.2合金淬火的冷却速度

在铝合金挤压制品在线淬火过程中，技术人员需要注重合金淬火的冷却速度，使其满足相关要求。冷却速度指的是单位时间内的温度降低数值，合金淬火的冷却速度是高温冷却过程中保持高温，而不易析出强化相的温降速度。不同的合金对淬火冷却速度的要求存在一定的差异，很多合金的冷却过程不会析出强化相，这就需要很小的冷却速度，如6063合金淬火过程中的冷却速度只需在1℃/s，而7XXX系列的合金淬火过程中的冷却速度是30℃/s。淬火冷却速度与合金特性、制品尺寸和形状的联系十分紧密。同时，壁薄的制品温降速度比较快，这时所需的冷却速度很低，而壁厚的制品受芯部热量无法有效散出的影响，需要较高的冷却速度。除此之外，实心型材的散热面积很大，所需的冷却速度较低，空心型材的散热面积较小，空腔内部的热量无法有效散出，所需的冷却速度较高，因而在线淬火装置能够满足冷却速度的各项要求。

4.3合金淬火的转移时间

技术人員在应用离线淬火技术的过程中，合金淬火的转移时间指的是制品离开加热炉到完全进入水中所需的时间，具体是指制品出模口到冷却区所需的时间，这一过程中制品会被裸露在大气中，出现温降，时间越长，温降越大。转移时间指的是转移速度的快慢，主要是进入冷却区的速度，在进入冷却区速度低于金属传热速度的情况下，制品会在进入冷却区之前，受内部金属传热出现很大的温降，在温度降低到强化相析出温度的情况下，淬火冷却之前会出现强化相析出，进而影响淬火的强化效果。除此之外，淬火敏感性高的合金需要的淬火转移时间比较短，在线淬火制品的转移时间、进入冷却区速度是由挤压速度决定的，中小型挤压机从模子出口到冷却装置的距离很小，需要的转移时间短，但在挤压速度低的情况下，无法满足制品进入冷却区的速度，而大中型挤压机模子出口到冷却装置无法满足淬火敏感性高的合金对转移时间的要求，因而在线淬火处理适用于淬火敏感性较低的合金中。

5.铝合金挤压制品在线淬火技术的工艺条件

铝合金挤压制品在线淬火技术的工艺条件主要有：第一，锭坯快速加热炉，如感应加热炉、火焰直接喷射加热炉等；第二，温室组织状态，如合金元素过饱和的固溶状态的冷却装置，即精密水-雾-气等在线淬火装置。在挤压在线淬火的过程中，未挤压淬火的生产能力未得到减少，且产品由张力矫直后满足技术标准中的形状和尺寸偏差。

在挤压制品离开模具时，往往需要经历三个阶段，分别是临近淬火、淬火、淬火后冷却至环境温度。为了避免出现不必要的析出，型材在进入冷却装置，如淬火区的过程中，需要将其温度控制在固溶线温度以上，这样高固溶线温度、挤压速度慢的合金需要的模具到淬火区距离较小，需要缩短淬火转移时间。同时，冷却装置的冷却速度、接触时间需要满足获取固溶合金元素的分量，这样产品的性能就能够满足实际的使用要求，并应用喷水雾、持续涌流水的方式满足实际需求，但这种淬火方式会导致型材出现扭曲变形问题，无法持续后期的张力矫直作业，使得挤压机发生堵塞，进而降低挤压机的产量。除此之外型材扭曲变形还需要补充整形，满足所需的尺寸允许偏差，在达到所需冷却速度的基础上，淬火过程中应用强制空气冷却、水雾冷却的方式比水淬方式更加可取[3]。

6.结束语

综上所述，在现代化社会的发展中，很多先进技术已融入各个行业的发展中，在线淬火具有高效、节能的特点，是一种铝型材生产技术，其能够提升生产效率，进而减少资金投入，在这项技术的应用过程中，相关人员应该分析技术应用过程中的各种影响因素，如淬火温度范围、冷却速度和转移时间等，以此为基础合理地选择淬火设备，实现预期的热处理效果。但是，在淬火敏感性高的大规格硬铝合金管棒材中，技术人员需要选择离线淬火的方式，以实现强化效果。

【参考文献】

[1]苟昕.铝合金挤压制品在线热处理技术[J].智能城市，2018，v.4（11）：162-163.

[2]陈启峰.铝合金挤压制品在线淬火热处理工艺分析[J].有色金属加工，2015（3）：36-38.