铝合金时效炉之影响时效的因素,包括时效温度的影响,从淬火到人工时效之间停留时间的影响,合金化学成分的影响及合金的固溶处理工艺影响。
时效温度的影响
在不同温度时效时,析出相的临界晶核大小、数量、成分以及聚集长大的速度不同,若温度过低,由于扩散困难,G·P区不易形成,时效后强度、硬度低,当时效温度过高时,扩散易进行,过饱和固溶体中析出相的临界晶核尺寸大,时效后强度、硬度偏低,即产生过时效。因此,各种合金都有适宜的时效温度。
1、从淬火到人工时效之间停留时间的影响:
研究发现,某些铝合金如Al-Mg-Si系合金在室温停留后再进行人工时效,合金的强度指标达不到zui大值,而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金,淬火后在室温下停留一天后再进行人工时效,强度极限较淬火后立即时效的要低10~20Mpa,但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。
2、合金化学成分的影响:
一种合金能否通过时效强化,首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小,且随温度变化不大,而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度,但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大,强化效果甚微。因此,二元铝-硅、铝-锰、铝-镁、铝-锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金,如铝-铜合金,及三元合金或多元合金,如铝-镁-硅、铝-铜-镁-硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和固态相变,则可通过热处理进行强化。
3、合金的固溶处理工艺影响:
为获得良好的时效强化效果,在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些,有利于获得zui大过饱和度的均匀固溶体。另外在淬火冷却过程不析出第二相,否则在随后时效处理时,已析出相将起晶核作用,造成局部不均匀析出而降低时效强。
废杂铝的预处理之目的一是除去废杂铝中夹杂的其它金属和杂质,二是把废杂铝按其成分分类,使其中的合金成分得到zui大程度的利用,三是将废杂铝表面的油污、氧化物及涂料等处理掉。预处理zui终的结果是将废铝处理成符合入炉条件的炉料,四是使含铝废料中的铝(含氧化铝)得到zui经济zui合理的利用。
国内废杂铝预处理技术还十分简单和落后,即使在大型的再生铝厂,对废杂铝的预处理也没有比较先进的技术。从目前看,主要采用以下几种预处理技术。
品种单一的废铝
品种单一或基本不含其它杂质的废杂铝一般不作复杂的预处理,只是按废料的品种和成分分类,单独堆放。单一品种的废铝在利用
时只要抽查化验出一个成分,即可知晓批量的成分,是优zhi的再生铝原料,一般不须作任何预处理即可入炉熔炼,在熔炼某一种铝合金时,可选用相应成分和品种的废铝直接加入反射炉熔炼,并可很容易地熔炼成相应牌号的铝合金。一些含铜、锌高的废铝,还可作为铝合金熔炼过程中调整成分用的中间合金。在采用小型反射炉或坩埚炉的企业,则要根据需要将体积大的废铝破碎(剪切或其他方法)成符合入炉规格的料快。值得一提的是,一些单一品种的废铝中会机械夹带少量的非铝金属,如废铝门窗上的螺钉等废钢件,尽管含量非常少,新能源电池包铝材,但会严重影响合金的质量,因此在熔炼之定要将其分离出去。
(一): 铝合金型材模具方面工作带硬度不够或未氮化(正常硬度48度左右模具52度以上工作带)或工作带粗糙不光滑而粘铝,模具工作带设计过长增加了摩擦阻力,铝挤压模具加热保温时间(极限不超8小时)过长而导致工作带表面退火,模具连续挤压使用时间过长原本平行的工作带呈喇叭口,使颗粒挤出工作带后粘附型材表面。经常带铝挤压致使工作带无法修正保养。
(二): 铝合金型材挤压方面温度过高(筒,棒,模三温)增加变形热上升(20~60度),进而增加了筒内壁和工作带同铝材的摩擦,增加了铝同其他金属(铁)的粘性,模具工作带粘的铝金属颗粒越多,铝材表面粗糙,麻面就越严重。挤压速度过快(表现为型材尾部不良重于型材头端)增加了金属的流动速度导致热变形升高及模具死区(下模工作带周围存铝区,流动性差,多为铝棒表层铝,杂质及镁硅Mg2Si硬质结晶颗粒多)增大,依附在型材表面的死区杂质变多。
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