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铝合金固溶处理及配套设备

作者：曹瑞金来源于：陕西金瑞工业炉有限责任公司

一、固熔处理、时效处理工艺概述

1、热处理制度及性能

变形铝合金经固溶处理(俗称淬火)和时效(用于2XXX系合金、4XXX系合金、

6XXX系合金、7XXX系合金等)后，其提高了强度、增加了硬度，特别如合

金2014、2024、6061、7075等，其热处理强化效果非常显著，且常用的热

处理方式有：

T3固溶体处理后，冷加工并自然时效

T4固溶体处理后，直接自然时效

T6固溶处理后人工时效

T7固溶处理后人工时效至过时效状态

T8固溶体处理后，冷加工并人工时效

T9固溶体处理后人工时效并冷加工

TX51固溶体处理后用拉伸的方法消除内部应力，如T651

TX52固溶体处理后用压缩的方法消除内部应力

目前国内外市场供应的几种典型铝合金固溶处理后其性能及主要用途有：

A2024-T6,,T351；A2014-T6，T651，主要用于飞机结构(蒙皮,骨架,肋梁,

隔框等),铆钉,导弹,构件,上学车轮毂,螺旋桨元件及其他各种结构件,强

度高，有一定的耐热性，可用作150℃以下的工作零件，工作温度高于

125°C时，2024合金的强度比7075合金的还高。这类合金热处理强化效

果显著，但热处理工艺要求严格，抗蚀性较差，焊接时易产生裂纹。其主

要性能指标为：

硬度HB120，密度2.85，抗拉强度470，疲劳强度325，延伸率10

A6061-T6,T651具有中等强度，其强度不能与2XXX系或7XXX系相比，但

镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好

的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色

膜容易、氧化效果极佳等优良特点。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性

高的各种工业结构件，如制造卡车，塔式建筑，船舶，电车，铁道车辆，

家具，航天、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、

精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等。其主要

性能指标为：

硬度95，密度2.750，抗拉强度310，屈服强度276，延伸率12

A7075-T6,T651强度很强，具有良好的机械性能及阳极反应，有特别好

的低温强度，焊接性能差，有应力腐蚀开裂倾向，固溶处理后塑性好，热

处理强化效果好，在150℃以下有良好的强度。代表用途有航空航天、模

具加工、机械设备、工装夹具，特别用于制造飞机结构及其他要求强度高、

抗腐蚀性能强的高应力结构体。性能：

硬度150，密度2.850，抗拉强度572，屈服强度503，延伸率11

2、典型合金淬火工艺制度及对设备性能要求

A2024-T6,,T351；A2014-T6，T651目前主要用于军品，其淬火工艺制度

略

对于A6061、A7075，常用的淬火工艺制度一般为：

A6061薄板淬火温度505-515℃，厚板淬火温度515-550℃；加热保温时间

（以50mm厚板为例），加热40Min、保温60Min；料温均匀性≤±3℃；淬

火转移时间≤15秒；淬火水温30-40℃

7075薄板和厚板淬火温度460-475℃；加热保温时间（以50mm厚板为例），

加热40Min、保温50Min；料温均匀性≤±3℃；淬火转移时间≤15秒；淬

火水温30-40

根据以上工艺特点，要保证淬火后合金性能，淬火炉要保证以下几点关键

要素：

（1）温度均匀性（温差）：温差越小，淬火后制品质量越好

我公司目前所制造的淬火炉，其温度均匀性指标能保证为：

空炉炉气温度均匀性：≤±2℃

同块铝料温度均匀性：±1℃

同时加热的不同铝料间温差：±2℃

（2）升温速度及升温同步性：升温速度越快、同步性越高，淬火质量越好

我公司淬火炉，炉膛内循环风速达到40米/秒以上，提高了铝材导热λ系

数，使得铝材吸热速度极大加快，并用多区连锁的CYC周波控制方式，温

度同步性高，提高了强化元素固溶的一致性。

（3）淬火转移时间：越短越好

我公司淬火炉采用液压倍速升降机构，并用对开式液压启闭装置，垂直惯

性开门机构，使得开门周期加铝材全部浸入水中总