板材之家讯：1 前言

随着建筑型材竞争日益强烈，很多企业逐渐向工业型材转变。但是工业型材的技术要求相对较高，特别力学性能要求，在线淬火（词条“淬火”由行业大百科提供）很难达到要求，故需要相应的脱线淬火方式进行弥补。本文就脱线淬火方式之立式淬火进行简单介绍和说明。

2 立式淬火的使用范围及重要性

目前铝合金在机械、汽车、军工、航空、航天等行业使用日益增大，但相应的技术要求也越来越高。主要体现在铝合金型材厚度、强度、成形精度、直线度等方面。但是2系、6系、7系中常见的方棒、圆棒、厚壁管材、厚壁板材等很能通过在线风冷、水冷、雾冷、风雾冷都很难达到要求。并且2系、7系出料口温度根本达不到淬火温度，所以，脱线淬火尤其重要。

3 立式淬火工艺

(1)原理：将铝合金工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却（词条“冷却”由行业大百科提供）的金属热处理工艺(常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等)。

(2)目的：提高铝合金的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。

(3)工艺流程：备料→钻孔→挂料→进炉→加温→出炉→快速淬火→下料

(4)工艺要求：

1)炉温均匀性：淬火加热温度是铝合金热处理中的一个重要的工艺参数，铝合金的淬火加热温度范围很窄，应适当选择，且其温度波动范围一般不应超过±3℃。但由于铝合金制品淬火大多采用立式淬火炉（词条“淬火炉”由行业大百科提供），其温差很难保证在±3℃以内，多数淬火炉的温差都有±5℃甚至更大，所以淬火加热温度的温差通常控制在±5℃。一般来说在保证不发生过烧的前提下，应尽量提高淬火加热温度。因为温度越高，合金元素和强化相固溶越好，则淬火时效后的力学性能就越高。

2)工件入水时间≤15S

3)空炉升温时间≤2h

4)保温温度范围：淬火加热保温时间主要取决于强化相的固溶速度。而强化相的固溶速度又与淬火加热温度、合金的本性、组织状态、制品断面大小、加热条件、材质及装炉多少等因素有关。

一般淬火加热温度偏上限时，其保温时间相应要短一些。经过高温挤压、变形程度较大的，保温时间较短。而预先经过退火的制品，由于其强化相缓慢析出较粗大，使其强化相溶解速度较慢，因而保温时间相应的长一些。工业用铝合金型、棒材多数是用立式空气淬火炉，其保温时间是以金属表面温度或炉膛温度达到淬火温度下限开始计算保温时间。常用铝合金淬火温度范围为460℃～530℃(根据不同合金牌号定)。

5)保温时间：铝合金型、棒材在立式空气淬火炉中，不同制品尺寸的加热保温时间不同，管材在立式空气淬火炉中，不同壁厚的加热保温时间不同。淬火加热保温时间必须保证强化相充分溶解，才能获得最大的强化效果。但加热时间也不宜太长，在某些情况下，反而会使合金性能降低。常用保温时间范围为40min～180min(根据不同合金牌号定)。

4 淬火后出现的问题及其解决方法

(1)圆棒、圆管弯曲：可采用辊矫直，矫直过程中应合理调整各组辊轮，防止出现硬弯、大弯、压痕过重、压裂等。

(2)方棒、厚壁方管、厚壁板材弯曲、扭拧：可采用拉伸矫直机矫直，但必须在淬火后半个小时之内矫直，否则会出现无法矫直现象;

(3)夹心缩尾：在所有圆棒、圆管、排材中都会出现，根据型材大小夹心缩尾长短不一，其检查方法：锯切（词条“锯切”由行业大百科提供）成品时，将切下的头尾在25%的NaOH内浸泡3～5min后用清水清洗干净，观察端头是否有夹心缩尾(如图)。



(4)变形和开裂：工件不宜在介质中冷至室温，可在150～250℃出水或油，在空气中冷却。有时将工件加热后，先在空气中停留一段时间，再淬入淬火介质中，以减少淬冷过程中工件内部的温差，降低工件变形与开裂的倾向。

5 淬火后的检测方法

(1)有效硬化层深度是指从零件表面到维氏硬度等于极限硬度层之间的距离。

(2)极限硬度时指零件表面所要求的最低硬度乘以系数，通常试验力系数可以选择0.8、0.9或者更高。

(3)试验力的选择：通常选用显微维氏硬度计，试验力通常选用HV1(9807N)，也可选用4.9N～49N范围内。

(4)检测：

1)检测应在规定样件内多个区域内进行;

2)检测试样的准备：在垂直淬硬面取样，样品要求平滑整洁，无毛边、毛刺和变形;

3)硬度检测：硬度压痕应当打在垂直于表面的一条或多条平行线上，而且宽度为1.5mm区域内，最靠近表面的压痕中心与表面的距离为0.15mm从表面到各逐次压痕中心的距离应每次增加0.1mm。当表面硬化层深度大时，各压痕中心的距离可以大一些，但在接近极限硬度区域附近，仍保持压痕中心之间的距离为0.1mm;

4)用垂直表面上横截面上的硬度变化曲线确定有效硬化层深度。

6 结束语

一个企业必须有不断创新和开发，有符合市场需求的加工手段，别具一格的技术，才会使企业不断发展和壮大。

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