1、绪言

　　我国许多铝型材生产厂家的产品结构随着铝型材应用领域的扩展已发生了根本性的变化，不再是单纯的6063T5状态的建筑门窗、装饰型材，国内铝合金应用已经扩展到军工、航空航天、轨道交通、机械等领域。

　　传统的铝合金型材固溶化工艺过程是在立式淬火系统中完成，由于需重新加热保温，故能耗高，设备投资也大；淬火后需要重新拉伸矫直、整形、锯切头尾，工艺过程长，成品率低；对于大型、薄壁、复杂断面型材，如何控制淬火过程的冷却，进而控制型材的变形，实现成熟稳定的在线淬火过程，尚有许多理论及工 程上的问题需要解决。广亚铝业有限公司在几年前就已经开展了铝合金型材在线淬火技术的探索。2009年承担了广东省重大科技专项“复杂截面型材在线淬火技术研发与产业化”，进一步开展了相关研究并取得了一些经验。

　　2、 实现铝型材在线淬火的途径

　　其一，强风冷。热挤压在线淬火的工程实践是从强风冷开始的，在挤压机出口段配置强力风机，对挤出型材强制风冷。由于空气比热小，故强风的对流传热系数不大，冷却较缓，产生的热应力一般不至于使型材产生大的纵向弯扭和截面畸变。也正因为如此，强风冷不能适应大型厚型材的淬火以及淬火敏感性较高的合金。

　　其二，浸入式水冷。图1为浸入式冷却模型。对于厚壁型材以及淬火敏感性较高合金的淬火，必须以水作为冷却介质，因其比热大，冷却效率高。初始一般厂家均采用简易水槽，用浸入方式实现在线淬火，但此方式冷却过激，且在型材截面上各部分冷却很不均匀，尤其是高温型材进入水槽的初期。我们知道高温型材进入水槽之初处于所谓蒸汽膜传热阶段，在高温型材与水的界面上形成蒸汽膜层，由于蒸汽本身的导热系数小，以及蒸汽膜对水的阻隔作用，此时型材的冷却速度并不快，一旦蒸汽泡溢出，型材表面与水直接接触，导热效率迅速加大，进入所谓沸腾传热阶段。但由于型材各表面的位置不同，上面以及侧面产生的蒸汽泡迅速溢出，而底部的蒸汽泡则附着在底部不易溢出，故各部分由蒸汽膜传热转入沸腾传热的时间不一致，这就会引起较大的热应力，导致型材的纵向弯扭以及截面的畸变。工程实践证明此种方式只能适应于截面极其简单的型材的淬火，形状稍复杂即会出现弯扭。

图1 浸入式冷却模型示意

　　其三，喷射式水冷。以一定方式获得雾化水喷射流对型材进行冷却。通过喷射的机械作用可以迅速破坏蒸汽膜层，使水可以较快与型材表面直接接触，可以获得比浸入式均匀的冷却。美国格兰克公司的David?Jenista提出了渐进式冷却工艺，在淬火冷却的不同阶段采用不同的冷却速率，避免骤然冷却产生过大的热应力，以减少型材的弯扭变形。目前，美国格兰克?克拉克公司以及意大利戴维逊?考迈托公司的在线淬火系统，均采用此种方式。