1 前言

　　隨著建筑型材競爭日益強烈，很多企業逐漸向工業型材轉變。但是工業型材的技術要求相對較高，特別力學性能要求，在線淬火很難達到要求，故需要相應的脫線淬火方式進行彌補。本文就脫線淬火方式之立式淬火進行簡單介紹和說明。

　　2 立式淬火的使用范圍及重要性

　　目前鋁合金在機械、汽車、軍工、航空、航天等行業使用日益增大，但相應的技術要求也越來越高。主要體現在鋁合金型材厚度、強度、成形精度、直線度等方面。但是2系、6系、7系中常見的方棒、圓棒、厚壁管材、厚壁板材等很能通過在線風冷、水冷、霧冷、風霧冷都很難達到要求。并且2系、7系出料口溫度根本達不到淬火溫度，所以，脫線淬火尤其重要。

　　3 立式淬火工藝

　　(1)原理：將鋁合金工件加熱到某一適當溫度并保持一段時間，隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝(常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等)。

　　(2)目的：提高鋁合金的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。

　　(3)工藝流程：備料→鉆孔→掛料→進爐→加溫→出爐→快速淬火→下料

　　(4)工藝要求：

　　1)爐溫均勻性：淬火加熱溫度是鋁合金熱處理中的一個重要的工藝參數，鋁合金的淬火加熱溫度范圍很窄，應適當選擇，且其溫度波動范圍一般不應超過±3℃。但由于鋁合金制品淬火大多采用立式淬火爐，其溫差很難保證在±3℃以內，多數淬火爐的溫差都有±5℃甚至更大，所以淬火加熱溫度的溫差通常控制在±5℃。一般來說在保證不發生過燒的前提下，應盡量提高淬火加熱溫度。因為溫度越高，合金元素和強化相固溶越好，則淬火時效后的力學性能就越高。

　　2)工件入水時間≤15S

　　3)空爐升溫時間≤2h

　　4)保溫溫度范圍：淬火加熱保溫時間主要取決于強化相的固溶速度。而強化相的固溶速度又與淬火加熱溫度、合金的本性、組織狀態、制品斷面大小、加熱條件、材質及裝爐多少等因素有關。

　　一般淬火加熱溫度偏上限時，其保溫時間相應要短一些。經過高溫擠壓、變形程度較大的，保溫時間較短。而預先經過退火的制品，由于其強化相緩慢析出較粗大，使其強化相溶解速度較慢，因而保溫時間相應的長一些。工業用鋁合金型、棒材多數是用立式空氣淬火爐，其保溫時間是以金屬表面溫度或爐膛溫度達到淬火溫度下限開始計算保溫時間。常用鋁合金淬火溫度范圍為460℃～530℃(根據不同合金牌號定)。

　　5)保溫時間：鋁合金型、棒材在立式空氣淬火爐中，不同制品尺寸的加熱保溫時間不同，管材在立式空氣淬火爐中，不同壁厚的加熱保溫時間不同。淬火加熱保溫時間必須保證強化相充分溶解，才能獲得最大的強化效果。但加熱時間也不宜太長，在某些情況下，反而會使合金性能降低。常用保溫時間范圍為40min～180min(根據不同合金牌號定)。

　　4 淬火后出現的問題及其解決方法

　　(1)圓棒、圓管彎曲：可采用輥矯直，矯直過程中應合理調整各組輥輪，防止出現硬彎、大彎、壓痕過重、壓裂等。

　　(2)方棒、厚壁方管、厚壁板材彎曲、扭擰：可采用拉伸矯直機矯直，但必須在淬火后半個小時之內矯直，否則會出現無法矯直現象;

　　(3)夾心縮尾：在所有圓棒、圓管、排材中都會出現，根據型材大小夾心縮尾長短不一，其檢查方法：鋸切成品時，將切下的頭尾在25%的NaOH內浸泡3～5min后用清水清洗干凈，觀察端頭是否有夾心縮尾(如圖)。

　　(4)變形和開裂：工件不宜在介質中冷至室溫，可在150～250℃出水或油，在空氣中冷卻。有時將工件加熱后，先在空氣中停留一段時間，再淬入淬火介質中，以減少淬冷過程中工件內部的溫差，降低工件變形與開裂的傾向。

　　5 淬火后的檢測方法

　　(1)有效硬化層深度是指從零件表面到維氏硬度等于極限硬度層之間的距離。

　　(2)極限硬度時指零件表面所要求的最低硬度乘以系數，通常試驗力系數可以選擇0.8、0.9或者更高。

　　(3)試驗力的選擇：通常選用顯微維氏硬度計，試驗力通常選用HV1(9807N)，也可選用4.9N～49N范圍內。

　　(4)檢測：

　　1)檢測應在規定樣件內多個區域內進行;

　　2)檢測試樣的準備：在垂直淬硬面取樣，樣品要求平滑整潔，無毛邊、毛刺和變形;

　　3)硬度檢測：硬度壓痕應當打在垂直于表面的一條或多條平行線上，而且寬度為1.5mm區域內，最靠近表面的壓痕中心與表面的距離為0.15mm從表面到各逐次壓痕中心的距離應每次增加0.1mm。當表面硬化層深度大時，各壓痕中心的距離可以大一些，但在接近極限硬度區域附近，仍保持壓痕中心之間的距離為0.1mm;

　　4)用垂直表面上橫截面上的硬度變化曲線確定有效硬化層深度。

　　6 結束語

　　一個企業必須有不斷創新和開發，有符合市場需求的加工手段，別具一格的技術，才會使企業不斷發展和壯大。