复杂截面铝型材在线淬火影响因素
来源: | 作者:王迎新 潘学著 袁玉宝 王孟君 | 发布时间: 2014-10-29 | 8200 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:


 从铝合金材料的C曲线图可以制定淬火冷却曲线。冷却曲线的路径不能进入合金元素析出区,也不能进入型材变形敏感区,这样由于两个区域的制约,形成所谓淬火窗口区,如图3示。

图3 淬火窗口示意

  合金元素析出区在图中的位置是由材料合金成份决定的,即合金的淬火敏感性,一般合金成分确定,则C曲线位置亦确定。左边的变形区则是由型材截面特性决定的,如前所述型材单位长度质量与外周长之比w/P表征截面的散热能力,其次还可以表征截面的抗热应力变形特性,一般地说,壁厚厚的型材(w/P大)抗变形能力强,壁厚薄的型材(w/P小)抗变形能力弱。型材截面的热应力变形敏感度与其截面复杂程度没有必然的联系,但截面各个部分质量分布的均匀性,截面构型的结构刚度,由截面构型造成的各个部分散热条件的不均匀等因素都影响到截面的热应力变形敏感度;用一个定量值界定截面热应力变形敏感度,并非易事。比如边长壁厚之比大于40的正方管,其热应力变形就很敏感,故截面是否为变形敏感恐怕要在实际工程实践中积累经验,对具体的断面做出判断。

  另外还必须指出:挤压过程中金属流动的均匀性对热应力变形敏感度的影响不可忽视,截面各部分金属流动不均匀将引起附加应力,当这种附加应力不大时,对截面形状尺寸影响不大,但其与冷却不均产生的热应力叠加后,就有可能对截面形状尺寸产生较大影响,所以挤压模具的状态也是截面热应力敏感度的影响因素之一。可以说型材截面的热应力变形敏感性决定了淬火窗口的大小,即冷却控制的难度。

  4、总结

  铝合金挤压在线淬火的影响因素涉及合金成分、型材截面形状、淬火设备、挤压工艺以及模具等诸方面,可以说十分复杂。其中合金成分和型材截面为材料的性能和使用要求所决定,基本不可更改。所能控制的因素,其一为淬火设备,如何实现冷却综合换热的可控和连续可调,以形成符合理想的淬火冷却曲线是其关键;其二,挤压工艺在特定的设备条件下如何取得最佳的配合,要形成合适的操作规范;其三,型材的变形除金属流动不均匀引起的附加应力外,在线淬火还叠加了冷却不均所带来的热应力,对模具的要求更高。

  参考文献:

  《金属材料加工用炉》中南矿冶学院冶金炉教研室编

  《渐进式淬火:一种控制铝型材扭曲变形的新方法》David?Jenista   Granco clark Inc USA   段刚  彭大暑(译)