鋁合金板材用輥底爐升溫速度測試研究范文

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摘要:本文對輥底爐常生產的2XXX、6XXX、7XXX系典型的合金牌號及厚度進行了固溶過程中升溫速度的測試，并對測試結果進行了分析和總結。找出了輥底爐料溫升溫速度與板材厚度之間的關系，為輥底爐固溶熱處理工藝中確定保溫開始時間提供基礎數據。

關鍵詞:輥底爐;升溫速度;保溫

開始時間鋁合金因其重量輕、強度高的特點，在逐步取代部分鋼材的應用，廣泛應用在航空航天、軌道交通、汽車、船舶、通訊、建筑等行業。而鋁合金的熱處理是改變其性能的重要方法，2XXX、6XXX、7XXX鋁合金經過合適的固溶淬火和時效，綜合性能得到提高［1－2］。目前輥底式淬火爐作為當前鋁合金中厚板的熱處理關鍵設備，具有較高的技術含量，能產生高附加值的產品。輥底爐不僅溫度調節靈活，其產品質量提高，產量提升，產品性能也很穩定［3－6］。但受設備的初裝加熱器功率的影響，各個爐子的加熱時間總會存在一定的差異性，不具備參考價值。輥底爐在爐子段，目前大多采用物料的模擬升溫和保溫，并無實際熱電偶測溫，無法確定其真實的升溫轉保溫點的規律。雖然AMS2772G［7］中對鋁合金固溶處理過程中加熱時間的長短沒有明確的規定，但升溫時間如果產生差異，將會給生產上帶來很大的不便，一來不利于生產高穩定化的鋁合金;再者，板材已經到溫而未及時識別，將會增加生產成本。鋁合金的固溶淬火一致性是高穩定化性能的保證，尤其是高要求的航空航天產品。找出輥底爐料溫升溫速度與板材厚度之間的關系，能為固溶處理制定精確熱處理工藝提供參考。

1測試方法

根據實際生產物料情況，選用的試驗材料見表1。采用Datapaq爐溫跟蹤儀進行爐溫測試，采用打孔測溫方式進行。試驗采用N型鎧線熱電偶6支，對于厚度d≤30mm，熱電偶分布圖見圖1(a)，熱電偶均勻的布置在板材兩端面中心的d/2位置;對于厚度為d＞30mm，熱電偶分布圖見圖1(b)，測試熱電偶布置在兩端面的d/4、d/2、3d/4位置。

2測試結果

2．1A1試樣測試結果厚度27．5mm的2024鋁合金升溫測試曲線見圖2。

2．2A2試樣測試結果厚度61mm的2024鋁合金溫度測試曲線，見圖3。

2．3B1試樣測試結果厚度27．5mm的6061鋁合金升溫測試曲線見圖4。

2．4B2試樣測試結果厚度50mm的6061鋁合金升溫測試曲線見圖5。

2．5B3試樣測試結果厚度110mm的6061鋁合金升溫測試曲線見圖6。

2．6C1試樣測試結果厚度9．5mm的7075鋁合金升溫測試曲線見圖7。

2．7C2試樣測試結果厚度50mm的7075鋁合金升溫測試曲線見圖8。 

2．8C3試樣測試結果厚度92．8mm的7075鋁合金升溫測試曲線見圖9。

3分析及結論

通過測溫數據和曲線結果分析，得出不同合金、不同厚度的升溫時間、速度，詳見表2。通過比較相同合金、不同厚度的板材升溫時間可看出，相同合金、不同厚度的板材升溫速度不一樣，薄料升溫速度較慢，厚料升溫速度較快。通過對比不同合金、相同厚度的升溫曲線，不同合金板材的加熱速度基本一致。因此在制定工藝時，確定升溫速度不考慮合金的影響。典型產品厚度的升溫時間詳見表3。根據以上數據，可對其他不同的厚度采用線性內插法計算出升溫時間作為參考。

參考文獻

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［2］王祝堂．鋁合金中厚板的生產、市場與應用［J］．輕合金加工技術，2005，33(1):1－20．

［3］陳愿情，周志樂，冼滿峰，等．輥底爐爐溫均勻性測試和分析［J］．熱處理技術與裝備，2018，39(1):52－57．

［4］李志剛．輥底式淬火爐在鋁合金中厚板生產中的應用［J］．有色金屬加工，2015，44(1):1－4．

［5］曹勝強，余鳳智，陳小玲，等．輥底爐常見質量問題及解決措施［J］．熱處理技術與裝備，2016，37(4):62－65．

［6］曹勝強，余鳳智，鄭玉林，等．艾伯納、容克與法鋁輥底爐的比較分析［J］．熱處理技術與裝備，2014．35(4):55－58．

作者：陳愿情 冼滿峰 何立才 陳小玲 余鳳智 單位：廣西南南鋁加工有限公司