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铝合金热处理设备的发展与关键技术

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