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摘要：铝合金热处理就是利用某一种热处理方式，将加热速度控制并提升到一定温度之后进行保温，再经过一段时间之后以一定的速度冷却，从而改变合金的组织，它的主要目的就是为了提高合金的力学性能、耐腐蚀性，以及使该组织的尺寸具有稳定性。本文介绍了铝合金热处理设备的技术以及发展趋势，并简要概述了铝合金热处理设备研究发展的主要方向。
关键词：铝合金 热处理设备 关键技术
1 前言
随着社会技术的不断发展，有色金属技术也随之逐步发展起来。铝和铝合金以它专有的特点被广泛应用在了建筑工程、航空工业、医疗保健等各个行业当中。目前，热处理学科中，铝合金热处理技术逐渐发展，现已成为其中非常重要的组成部分。
随着有色金属技术的不断发展，铝合金在金产品的应用下越来越广，这就要求铝合金的热处理质量也越来越高。铝合金热处理主要有以下几点作用：退火、均匀化、固体熔化热处理等。下面我们主要对铝合金热处理技术的发展趋势进行简单论述，以供大家参考。
2 铝合金的均匀化
通常情况下，在铝金属进行生产加工过程中，通过热轧、挤压等方式可以生产出初原料铝板带和铝型材。由于铝合金液体是以结晶器的内壁开始凝固的，并朝着垂直于冷却面的方向逐渐扩展，因此该铸造组织在很大程度上具有明显的方向性。随着铝合金液体凝固层越来越厚，其传热的系数就越来越小，其中由于内外晶核的结构发生了变化，从而导致了晶粒在形状与大小也逐渐发生了变化。在凝固过程中，由于金属成分带来了一定的偏析现象，晶粒的四周也逐渐被扩大，从而降低了晶粒的生核率，很容易产生醋精。在铸造过程中一定要注意铸锭内部的变化以及其组织的变化。
2.1 轧制用坯锭、卷带的二次加热和均匀化生产线
（1）推进式加热/均匀化炉
当大型工厂利用热轧方式来批量生产铝型材过程中，通常会使用推进式加热或者均匀化炉来对其进行二次加热和均匀化处理。在生产过程中，工厂应根据自身的实际情况来考虑是否可以采取加料和卸料的全自动操作或者半自动操作。
通常情况下，推进式加热炉一般有炉体、加热系统、换气系统、循环系统以及自我检测中心等多种复杂的装置组合而成的。我们在设计加热炉结构的过程中，一定要注意的是不能够改变颅内的支撑受力的状态，并且防止加热炉变形。
2.2 挤压铝锭的均热生产线
为了进一步提高铝合金型材的内在质量，使产品上档次，铝锭挤压前都采用均匀化工艺（均热）。在设备的组成上，均热生产线一般由多台均热炉、冷却室、装卸料台、复合装卸料车、电控系统组成，采用电加热或火焰加热。[1]
3 铝合金的固溶热处理
铝合金的热处理形式是根据退火与淬火时效为基本的。退火主要是对铝合金进行软化处理，是为了达到稳定的组织的效果，并稳定其工艺塑性；淬火是对铝合金进行强化处理，在淬火过程中，使其强化之后充分溶于铝型材料当中，然后经过实践的变化，使其达到最大的强化效果。为了能够在淬火过程中充分起到硬化作用，就必须在固溶热处理过程中将铝合金的加工品加热到500～570℃，然后是其迅速冷却。
铝合金的时效硬化是一个非常复杂的过程。这种时效硬化过程不仅取决于铝合金的组成，还取决于合金在生产过程中造成的缺陷，尤其是合金的错位、分布等。目前，我国普遍认为时效樱花是由于溶质原子偏聚而引起的硬化效果。
这种铝合金热处理方式不仅被广泛用于航空工业当中，例如飞机的蒙皮、壁板、框架等承载负荷的构件。还广泛应用于汽车工业中，例如缸盖、活塞等受力构件。
3.1 立式炉（底装料）
该炉型适用于小批量、多品种的铝合金板材、型材、铸件的生产。一般采用高架式炉型，移动式淬火槽车，炉门采用两半对开式结构，工件在炉内采用悬挂式加热，倍行程滑轮组或卷扬机能使工件快速下降，确保所需的淬火转移时间。炉子的循环加热系统和温控系统确保淬火加热时温度均匀。该炉型由于技术先进、操作灵活，目前应用比较广泛，但在设计中应特别注意以下方面：
①炉内温度均匀性
固溶热处理的特点决定了必须重视炉内温度的均匀性。选择固溶热处理温度必须考虑防止出现过烧、晶粒粗化、包铝层污染等弊病，尽可能采用较高的加热温度以使强化相充分固溶，固溶热处理的传热主要是依靠对流，因此炉内气氛的强制循环对同一批炉料实现迅速而均匀的加热，以达到要求的温度均匀性是首要条件。其它影响炉温均匀性的因素还包括循环风量的大小，循环次数的多少，以及循环气流如何均匀地流过工件，导流系统的良好设计，保温材料的选择等。
②保温时间
固溶热处理加热时间首先与合金性质、原始状态有关。因各种铝合金的成分相似，所以对此不需特殊考虑，那么重点考虑的就是原始组织状态。当强化相比较细小时，因固溶较快，加热时间可缩短。另外，加热时间和加热介质、零件尺寸、批量等因素也有直接关系。
③淬火转移时间
工件从出炉到进入淬火槽的间隔称转移时间，在转移过程中，工作温度下降可导致固溶体发生部分分解，从而降低时效强化效果，特别是增加合金的晶间腐蚀倾向。
④淬火冷却速度
由于铝合金中合金成分的溶解度随着温度的降低而急剧下降，所以铝合金固溶体在淬火状态下处于过饱和状态，这样便可以实现时效硬化。根据铝合金的等温分解曲线，为了避免过量固溶体产生任何沉淀，在淬火过程中，铝合金件从固溶加热温度应快速降到300℃左右，为达到理想的效果，应保证足够的冷却速度。
3.2 卧式铝合金固溶热处理生产线
这种生产线适用于大批量作业。典型的生产线有：连续铝合金锻件、铸件固溶和时效（沉淀）热处理生产线、悬浮式铝合金带材固溶热处理生产线、铝合金中厚板固溶热处理生产线。 带材在离开加热炉后立即淬火，淬火在一个气液两相冷却系统中进行。
4 铝合金退火
铝合金退火分为板带材退火和箔材退火。退火的目的：消除冷加工硬化以便继续进行轧制或深度加工；控制产品的状态和性能；清除轧制油，提高表面质量。
根据生产能力和规模，铝材退火炉分为单体退火和退火炉群组成的退火生产线。退火生产线一般由几台退火炉、复合装卸料车、炉外料台、冷却室（有些炉子带旁路冷却器）组成。炉体采用大风量风机对铝材进行循环加热，炉内的导流装置可有效保证气流均匀的通过铝材，使之加热均匀，加热器采用顶装整体式结构、拆装、维修很方便。炉门开闭采用气动压紧式或机械传动升降式，运行平稳，密封性好。[2]
5 结束语
综上所述，我们了解到铝合金的均匀化炉以及固溶热处理的施工技术。随着我国对于铝合金热处理工艺的不断研究与探索，将会在很大程度上提高了铝合金材料的综合性能，并有利于推广与普及该类材料的应用。
参考文献
[1] 黄彩江，李云峰. 铝合金热处理设备及工艺研究[J]. 黑龙江科技信息. 2009（20）
[2] 王国军，熊柏青，张永安，李志辉. 铝合金材料的新型热处理技术研究[J]. 轻合金加工技术. 2008（07）
关键词：铝合金 热处理设备 关键技术
1 前言
随着社会技术的不断发展，有色金属技术也随之逐步发展起来。铝和铝合金以它专有的特点被广泛应用在了建筑工程、航空工业、医疗保健等各个行业当中。目前，热处理学科中，铝合金热处理技术逐渐发展，现已成为其中非常重要的组成部分。
随着有色金属技术的不断发展，铝合金在金产品的应用下越来越广，这就要求铝合金的热处理质量也越来越高。铝合金热处理主要有以下几点作用：退火、均匀化、固体熔化热处理等。下面我们主要对铝合金热处理技术的发展趋势进行简单论述，以供大家参考。
2 铝合金的均匀化
通常情况下，在铝金属进行生产加工过程中，通过热轧、挤压等方式可以生产出初原料铝板带和铝型材。由于铝合金液体是以结晶器的内壁开始凝固的，并朝着垂直于冷却面的方向逐渐扩展，因此该铸造组织在很大程度上具有明显的方向性。随着铝合金液体凝固层越来越厚，其传热的系数就越来越小，其中由于内外晶核的结构发生了变化，从而导致了晶粒在形状与大小也逐渐发生了变化。在凝固过程中，由于金属成分带来了一定的偏析现象，晶粒的四周也逐渐被扩大，从而降低了晶粒的生核率，很容易产生醋精。在铸造过程中一定要注意铸锭内部的变化以及其组织的变化。
2.1 轧制用坯锭、卷带的二次加热和均匀化生产线
（1）推进式加热/均匀化炉
当大型工厂利用热轧方式来批量生产铝型材过程中，通常会使用推进式加热或者均匀化炉来对其进行二次加热和均匀化处理。在生产过程中，工厂应根据自身的实际情况来考虑是否可以采取加料和卸料的全自动操作或者半自动操作。
通常情况下，推进式加热炉一般有炉体、加热系统、换气系统、循环系统以及自我检测中心等多种复杂的装置组合而成的。我们在设计加热炉结构的过程中，一定要注意的是不能够改变颅内的支撑受力的状态，并且防止加热炉变形。
2.2 挤压铝锭的均热生产线
为了进一步提高铝合金型材的内在质量，使产品上档次，铝锭挤压前都采用均匀化工艺（均热）。在设备的组成上，均热生产线一般由多台均热炉、冷却室、装卸料台、复合装卸料车、电控系统组成，采用电加热或火焰加热。[1]
3 铝合金的固溶热处理
铝合金的热处理形式是根据退火与淬火时效为基本的。退火主要是对铝合金进行软化处理，是为了达到稳定的组织的效果，并稳定其工艺塑性；淬火是对铝合金进行强化处理，在淬火过程中，使其强化之后充分溶于铝型材料当中，然后经过实践的变化，使其达到最大的强化效果。为了能够在淬火过程中充分起到硬化作用，就必须在固溶热处理过程中将铝合金的加工品加热到500～570℃，然后是其迅速冷却。
铝合金的时效硬化是一个非常复杂的过程。这种时效硬化过程不仅取决于铝合金的组成，还取决于合金在生产过程中造成的缺陷，尤其是合金的错位、分布等。目前，我国普遍认为时效樱花是由于溶质原子偏聚而引起的硬化效果。
这种铝合金热处理方式不仅被广泛用于航空工业当中，例如飞机的蒙皮、壁板、框架等承载负荷的构件。还广泛应用于汽车工业中，例如缸盖、活塞等受力构件。
3.1 立式炉（底装料）
该炉型适用于小批量、多品种的铝合金板材、型材、铸件的生产。一般采用高架式炉型，移动式淬火槽车，炉门采用两半对开式结构，工件在炉内采用悬挂式加热，倍行程滑轮组或卷扬机能使工件快速下降，确保所需的淬火转移时间。炉子的循环加热系统和温控系统确保淬火加热时温度均匀。该炉型由于技术先进、操作灵活，目前应用比较广泛，但在设计中应特别注意以下方面：
①炉内温度均匀性
固溶热处理的特点决定了必须重视炉内温度的均匀性。选择固溶热处理温度必须考虑防止出现过烧、晶粒粗化、包铝层污染等弊病，尽可能采用较高的加热温度以使强化相充分固溶，固溶热处理的传热主要是依靠对流，因此炉内气氛的强制循环对同一批炉料实现迅速而均匀的加热，以达到要求的温度均匀性是首要条件。其它影响炉温均匀性的因素还包括循环风量的大小，循环次数的多少，以及循环气流如何均匀地流过工件，导流系统的良好设计，保温材料的选择等。
②保温时间
固溶热处理加热时间首先与合金性质、原始状态有关。因各种铝合金的成分相似，所以对此不需特殊考虑，那么重点考虑的就是原始组织状态。当强化相比较细小时，因固溶较快，加热时间可缩短。另外，加热时间和加热介质、零件尺寸、批量等因素也有直接关系。
③淬火转移时间
工件从出炉到进入淬火槽的间隔称转移时间，在转移过程中，工作温度下降可导致固溶体发生部分分解，从而降低时效强化效果，特别是增加合金的晶间腐蚀倾向。
④淬火冷却速度
由于铝合金中合金成分的溶解度随着温度的降低而急剧下降，所以铝合金固溶体在淬火状态下处于过饱和状态，这样便可以实现时效硬化。根据铝合金的等温分解曲线，为了避免过量固溶体产生任何沉淀，在淬火过程中，铝合金件从固溶加热温度应快速降到300℃左右，为达到理想的效果，应保证足够的冷却速度。
3.2 卧式铝合金固溶热处理生产线
这种生产线适用于大批量作业。典型的生产线有：连续铝合金锻件、铸件固溶和时效（沉淀）热处理生产线、悬浮式铝合金带材固溶热处理生产线、铝合金中厚板固溶热处理生产线。 带材在离开加热炉后立即淬火，淬火在一个气液两相冷却系统中进行。
4 铝合金退火
铝合金退火分为板带材退火和箔材退火。退火的目的：消除冷加工硬化以便继续进行轧制或深度加工；控制产品的状态和性能；清除轧制油，提高表面质量。
根据生产能力和规模，铝材退火炉分为单体退火和退火炉群组成的退火生产线。退火生产线一般由几台退火炉、复合装卸料车、炉外料台、冷却室（有些炉子带旁路冷却器）组成。炉体采用大风量风机对铝材进行循环加热，炉内的导流装置可有效保证气流均匀的通过铝材，使之加热均匀，加热器采用顶装整体式结构、拆装、维修很方便。炉门开闭采用气动压紧式或机械传动升降式，运行平稳，密封性好。[2]
5 结束语
综上所述，我们了解到铝合金的均匀化炉以及固溶热处理的施工技术。随着我国对于铝合金热处理工艺的不断研究与探索，将会在很大程度上提高了铝合金材料的综合性能，并有利于推广与普及该类材料的应用。
参考文献
[1] 黄彩江，李云峰. 铝合金热处理设备及工艺研究[J]. 黑龙江科技信息. 2009（20）
[2] 王国军，熊柏青，张永安，李志辉. 铝合金材料的新型热处理技术研究[J]. 轻合金加工技术. 2008（07）