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铝合金板材用辊底炉升温速度测试研究

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摘要:本文对辊底炉常生产的2XXX、6XXX、7XXX系典型的合金牌号及厚度进行了固溶过程中升温速度的测试,并对测试结果进行了分析和总结。找出了辊底炉料温升温速度与板材厚度之间的关系,为辊底炉固溶热处理工艺中确定保温开始时间提供基础数据。

关键词:辊底炉;升温速度;保温

开始时间铝合金因其重量轻、强度高的特点,在逐步取代部分钢材的应用,广泛应用在航空航天、轨道交通、汽车、船舶、通讯、建筑等行业。而铝合金的热处理是改变其性能的重要方法,2XXX、6XXX、7XXX铝合金经过合适的固溶淬火和时效,综合性能得到提高[1-2]。目前辊底式淬火炉作为当前铝合金中厚板的热处理关键设备,具有较高的技术含量,能产生高附加值的产品。辊底炉不仅温度调节灵活,其产品质量提高,产量提升,产品性能也很稳定[3-6]。但受设备的初装加热器功率的影响,各个炉子的加热时间总会存在一定的差异性,不具备参考价值。辊底炉在炉子段,目前大多采用物料的模拟升温和保温,并无实际热电偶测温,无法确定其真实的升温转保温点的规律。虽然AMS2772G[7]中对铝合金固溶处理过程中加热时间的长短没有明确的规定,但升温时间如果产生差异,将会给生产上带来很大的不便,一来不利于生产高稳定化的铝合金;再者,板材已经到温而未及时识别,将会增加生产成本。铝合金的固溶淬火一致性是高稳定化性能的保证,尤其是高要求的航空航天产品。找出辊底炉料温升温速度与板材厚度之间的关系,能为固溶处理制定精确热处理工艺提供参考。

1测试方法

根据实际生产物料情况,选用的试验材料见表1。采用Datapaq炉温跟踪仪进行炉温测试,采用打孔测温方式进行。试验采用N型铠线热电偶6支,对于厚度d≤30mm,热电偶分布图见图1(a),热电偶均匀的布置在板材两端面中心的d/2位置;对于厚度为d>30mm,热电偶分布图见图1(b),测试热电偶布置在两端面的d/4、d/2、3d/4位置。

2测试结果

2.1A1试样测试结果厚度27.5mm的2024铝合金升温测试曲线见图2。

2.2A2试样测试结果厚度61mm的2024铝合金温度测试曲线,见图3。

2.3B1试样测试结果厚度27.5mm的6061铝合金升温测试曲线见图4。

2.4B2试样测试结果厚度50mm的6061铝合金升温测试曲线见图5。

2.5B3试样测试结果厚度110mm的6061铝合金升温测试曲线见图6。

2.6C1试样测试结果厚度9.5mm的7075铝合金升温测试曲线见图7。

2.7C2试样测试结果厚度50mm的7075铝合金升温测试曲线见图8。 

2.8C3试样测试结果厚度92.8mm的7075铝合金升温测试曲线见图9。

3分析及结论

通过测温数据和曲线结果分析,得出不同合金、不同厚度的升温时间、速度,详见表2。通过比较相同合金、不同厚度的板材升温时间可看出,相同合金、不同厚度的板材升温速度不一样,薄料升温速度较慢,厚料升温速度较快。通过对比不同合金、相同厚度的升温曲线,不同合金板材的加热速度基本一致。因此在制定工艺时,确定升温速度不考虑合金的影响。典型产品厚度的升温时间详见表3。根据以上数据,可对其他不同的厚度采用线性内插法计算出升温时间作为参考。

参考文献

[1]袁涛,陶齐印,姚雪飞.中厚板热处理装备技术概况[J].热处理技术与装备,2009,30(2):59-61.

[2]王祝堂.铝合金中厚板的生产、市场与应用[J].轻合金加工技术,2005,33(1):1-20.

[3]陈愿情,周志乐,冼满峰,等.辊底炉炉温均匀性测试和分析[J].热处理技术与装备,2018,39(1):52-57.

[4]李志刚.辊底式淬火炉在铝合金中厚板生产中的应用[J].有色金属加工,2015,44(1):1-4.

[5]曹胜强,余凤智,陈小玲,等.辊底炉常见质量问题及解决措施[J].热处理技术与装备,2016,37(4):62-65.

[6]曹胜强,余凤智,郑玉林,等.艾伯纳、容克与法铝辊底炉的比较分析[J].热处理技术与装备,2014.35(4):55-58.

作者:陈愿情 冼满峰 何立才 陈小玲 余凤智 单位:广西南南铝加工有限公司

热处理技术与装备杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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