铝合金板材用辊底炉升温速度测试研究范文

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摘要:本文对辊底炉常生产的2XXX、6XXX、7XXX系典型的合金牌号及厚度进行了固溶过程中升温速度的测试，并对测试结果进行了分析和总结。找出了辊底炉料温升温速度与板材厚度之间的关系，为辊底炉固溶热处理工艺中确定保温开始时间提供基础数据。

关键词:辊底炉;升温速度;保温

开始时间铝合金因其重量轻、强度高的特点，在逐步取代部分钢材的应用，广泛应用在航空航天、轨道交通、汽车、船舶、通讯、建筑等行业。而铝合金的热处理是改变其性能的重要方法，2XXX、6XXX、7XXX铝合金经过合适的固溶淬火和时效，综合性能得到提高［1－2］。目前辊底式淬火炉作为当前铝合金中厚板的热处理关键设备，具有较高的技术含量，能产生高附加值的产品。辊底炉不仅温度调节灵活，其产品质量提高，产量提升，产品性能也很稳定［3－6］。但受设备的初装加热器功率的影响，各个炉子的加热时间总会存在一定的差异性，不具备参考价值。辊底炉在炉子段，目前大多采用物料的模拟升温和保温，并无实际热电偶测温，无法确定其真实的升温转保温点的规律。虽然AMS2772G［7］中对铝合金固溶处理过程中加热时间的长短没有明确的规定，但升温时间如果产生差异，将会给生产上带来很大的不便，一来不利于生产高稳定化的铝合金;再者，板材已经到温而未及时识别，将会增加生产成本。铝合金的固溶淬火一致性是高稳定化性能的保证，尤其是高要求的航空航天产品。找出辊底炉料温升温速度与板材厚度之间的关系，能为固溶处理制定精确热处理工艺提供参考。

1测试方法

根据实际生产物料情况，选用的试验材料见表1。采用Datapaq炉温跟踪仪进行炉温测试，采用打孔测温方式进行。试验采用N型铠线热电偶6支，对于厚度d≤30mm，热电偶分布图见图1(a)，热电偶均匀的布置在板材两端面中心的d/2位置;对于厚度为d＞30mm，热电偶分布图见图1(b)，测试热电偶布置在两端面的d/4、d/2、3d/4位置。

2测试结果

2．1A1试样测试结果厚度27．5mm的2024铝合金升温测试曲线见图2。

2．2A2试样测试结果厚度61mm的2024铝合金温度测试曲线，见图3。

2．3B1试样测试结果厚度27．5mm的6061铝合金升温测试曲线见图4。

2．4B2试样测试结果厚度50mm的6061铝合金升温测试曲线见图5。

2．5B3试样测试结果厚度110mm的6061铝合金升温测试曲线见图6。

2．6C1试样测试结果厚度9．5mm的7075铝合金升温测试曲线见图7。

2．7C2试样测试结果厚度50mm的7075铝合金升温测试曲线见图8。 

2．8C3试样测试结果厚度92．8mm的7075铝合金升温测试曲线见图9。

3分析及结论

通过测温数据和曲线结果分析，得出不同合金、不同厚度的升温时间、速度，详见表2。通过比较相同合金、不同厚度的板材升温时间可看出，相同合金、不同厚度的板材升温速度不一样，薄料升温速度较慢，厚料升温速度较快。通过对比不同合金、相同厚度的升温曲线，不同合金板材的加热速度基本一致。因此在制定工艺时，确定升温速度不考虑合金的影响。典型产品厚度的升温时间详见表3。根据以上数据，可对其他不同的厚度采用线性内插法计算出升温时间作为参考。

参考文献

［1］袁涛，陶齐印，姚雪飞．中厚板热处理装备技术概况［J］．热处理技术与装备，2009，30(2):59－61．

［2］王祝堂．铝合金中厚板的生产、市场与应用［J］．轻合金加工技术，2005，33(1):1－20．

［3］陈愿情，周志乐，冼满峰，等．辊底炉炉温均匀性测试和分析［J］．热处理技术与装备，2018，39(1):52－57．

［4］李志刚．辊底式淬火炉在铝合金中厚板生产中的应用［J］．有色金属加工，2015，44(1):1－4．

［5］曹胜强，余凤智，陈小玲，等．辊底炉常见质量问题及解决措施［J］．热处理技术与装备，2016，37(4):62－65．

［6］曹胜强，余凤智，郑玉林，等．艾伯纳、容克与法铝辊底炉的比较分析［J］．热处理技术与装备，2014．35(4):55－58．

作者：陈愿情 冼满峰 何立才 陈小玲 余凤智 单位：广西南南铝加工有限公司