洪久精密鍛造

可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金的熱處理特點(diǎn)及工序操作要點(diǎn)如下：

1.氧化膜有保護(hù)作用

鋁合金表層的氧化膜有自我保護(hù)作用，因此，熱處理不需要采取保護(hù)措施。

2.熱處理溫度接近該合金的熔點(diǎn)

熱處理溫度范圍大（視合金及其用途的不同而變），從回復(fù)所需的下限溫度到高于再結(jié)晶溫度（T再結(jié)晶＝0.4T熔化）直到0.95T熔化或更高的溫度（T為絕對(duì)溫度）；許多鋁合金的固溶處理溫度接近該合金的熔點(diǎn)，容易發(fā)生過(guò)燒。

3.熱處理爐

鋁合金在固溶處理時(shí)比鍛造加熱時(shí)的溫度更高，已接近過(guò)燒溫度，因而要求加熱爐必須精確控溫，空爐時(shí)爐溫均勻性不得超過(guò)±5℃，最好采用爐溫均勻性在±2.5℃范圍內(nèi)的空氣循環(huán)爐進(jìn)行熱處理。為防止加熱過(guò)程中晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，鋁合金鍛件應(yīng)在高溫下裝爐，以縮短升溫時(shí)間。鋁合金的固溶處理通常使用硝鹽爐（鹽浴爐）或帶強(qiáng)制空氣循環(huán)裝置的電爐進(jìn)行加熱。硝鹽爐是鋁合金固溶處理理想的加熱設(shè)備，它升溫快和溫度均勻，重要鍛件應(yīng)盡可能采用硝鹽爐進(jìn)行熱處理。

4.熱處理工序

鋁合金強(qiáng)化處理包括三個(gè)步驟：固溶（使溶質(zhì)最大限度溶入固溶體）、淬火（形成不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶體）和沉淀硬化（時(shí)效）處理（在室溫自然時(shí)效或加熱人工時(shí)效時(shí)析出強(qiáng)化相）。

1）固溶處理

固溶處理的保溫時(shí)間與鍛件厚度、合金成分、加熱溫度、裝爐量、裝爐方式和加熱方式等因素有關(guān)。使用硝鹽爐加熱時(shí)，如不考慮其他因素，保溫時(shí)間可按鍛件等效厚度（1～1.5）min／mm計(jì)算，但最短時(shí)間應(yīng)不小于20min，鍛件越厚，保溫時(shí)間應(yīng)在上述計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上再適當(dāng)延長(zhǎng)。使用電爐加熱時(shí)，保溫時(shí)間通常比硝鹽爐長(zhǎng)1倍左右。

2）淬火

鍛件在固溶處理完畢后應(yīng)盡快從加熱爐轉(zhuǎn)移到淬火槽，轉(zhuǎn)移時(shí)間：小件不得超過(guò)10s，大件不得超過(guò)15s。

由于水基有機(jī)淬火劑一方面可以保證鋁合金制件的力學(xué)性能，另一方面可以減少翹曲變形，故水基淬火介質(zhì)廣泛用于鋁合金淬火。

鋁合金最常用的淬火介質(zhì)是室溫的涼水。在淬火過(guò)程中，槽中流動(dòng)的水應(yīng)保持一定的流速，水溫不超過(guò)35℃。有時(shí)為降低鍛件在淬火時(shí)的應(yīng)力，減少鍛件在淬火時(shí)的變形，也可采用熱水（通常為60℃～80℃）或其他物質(zhì)（如聚二醇）作為淬火介質(zhì)，以降低冷卻速度。但需要指出的是：降低冷卻速度是以犧牲合金強(qiáng)度、斷裂韌性以及晶間腐蝕抗力作為代價(jià)的。

3）沉淀硬化（時(shí)效）處理

沉淀硬化（時(shí)效）處理通常在鍛造75℃～250℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，保溫時(shí)間從幾小時(shí)到幾十小時(shí)；多數(shù)可熱處理強(qiáng)化的鋁合金的性能與在沉淀相析出溫度下的停留時(shí)間密切相關(guān)。

淬火后人工時(shí)效前鍛件在室溫的停留時(shí)間對(duì)合金性能有一定的影響，停留時(shí)間在4h～30h范圍內(nèi)危害最大。因此，當(dāng)鍛件因淬火變形需要整形或其他原因而不能立即進(jìn)行人工時(shí)效時(shí)，應(yīng)使鍛件的室溫停留時(shí)間避開(kāi)上述范圍。

本文節(jié)選自中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)鍛件生產(chǎn)技術(shù)叢書(shū)《特種合金及其鍛造》。本書(shū)以特種合金特性及其工藝性能為切入點(diǎn)，論述了鍛造工藝性能與制定鍛造工藝參數(shù)和選擇設(shè)備的關(guān)系及其對(duì)鍛件質(zhì)量的影響。每章還分別介紹了軍、民用典型鍛件的鍛造實(shí)例。