Время выдержки алюминиевых прессованных профилей определяется, главным образом, скоростью перехода в твёрдый раствор упрочнённой фазы. Скорость перехода в твёрдый раствор упрочнённой фазы зависит от температуры закалочного нагрева, природы сплава, состояния, размера сечения алюминиевого профиля, условий нагрева, среды и количества факторов загрузки печи.
При приближении температуры общего закалочного нагрева к верхнему пределу время выдержки алюминия соответственно сокращается. После высокотемпературной экструзии степень деформации больше, время выдержки короче. В случае предварительно отожжённого алюминиевого профиля, поскольку упрочняющая фаза выделяется медленно и имеет более грубую структуру, скорость её растворения ниже, поэтому время выдержки соответственно увеличивается.
Время выдержки алюминиевых профилей, нагретых в горячем воздухе, существенно отличается от времени выдержки в соляных ваннах, а время нагрева в соляных ваннах значительно короче. Для большинства промышленных алюминиевых профилей или прутков используются вертикальные печи воздушной закалки, а время выдержки рассчитывается по достижении температурой поверхности металла или печи нижнего предела температуры закалки. В таблице 1 приведено время нагрева и выдержки алюминиевых профилей и прутков различных размеров в вертикальной печи воздушной закалки.
В таблице 2 приведены данные по нагреву и выдержке труб с различной толщиной стенки в вертикальной печи для закалки на воздухе. Время выдержки при закалке должно обеспечивать полное растворение упрочняющей фазы для достижения максимального эффекта упрочнения, однако время нагрева не должно быть слишком длительным, так как в некоторых случаях это может привести к снижению эксплуатационных свойств профиля.
Многие промышленные термообработанные алюминиевые профили, такие как профили 2А12, 7А04 и другие высокопрочные профили, не подлежат закалке на воздухе, в отличие от архитектурных алюминиевых профилей, например, из сплава 6063. Таким образом, низкая скорость охлаждения может предотвратить выделение упрочняющих фаз. После извлечения профилей из закалочной печи, их переноса в ванну с закалочной водой и охлаждения на воздухе в течение нескольких секунд происходит выделение упрочняющих фаз, что влияет на эффект упрочнения. В таблице 3 показано влияние различного времени переноса сплава 7А04 на механические свойства после закалки.
(Таблица 3 – Влияние времени переноса закалки сплава 7А04 на механические свойства алюминиевых профилей)
Таким образом, время переноса закалки является одним из технологических параметров, которые должны быть указаны в процессе закалки алюминиевых профилей, то есть перенос алюминиевых профилей из закалочной печи в закалочную среду должен быть завершен в течение заданного максимального времени переноса, которое называется максимально допустимым временем переноса или временем задержки закалки. Это время связано с составом сплава, формой профиля и степенью автоматизации работы оборудования. Если позволяют условия, чем короче время переноса закалки, тем лучше. Общие технологические регламенты: время переноса мелких профилей не должно превышать 20 с, крупных или закаленных партиями алюминиевых профилей не должно превышать 40 с; для сверхтвердых профилей, таких как 7А04, время переноса не должно превышать 15 с.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 21 октября 2023 г.
