淬火转移时间短、淬火冷却更均 匀速率更快等特点。辊底式淬火 炉生产线部分组成:上料辊 道台;辊底炉加热炉区;高/低 压淬火区;下料辊道。图1所示 为辊底式淬火炉生产线布置。
由于辊底式淬火炉和人工多 级时效炉设备是根据金属组织性 能和工艺要求、国际航天航空 AMS等标准而设计制造的,因而 制造精度、运行精度和控制精度 高,国内在研制辊底炉方面起步 较晚,技术水平低于国外厂家, 近几年国内实力雄厚的铝合金生 产企业均从国外引进辊底式炉 用于铝合金航空用中厚板的生产 (见附表)。
[1] 李志刚.辊底式淬火炉在铝合 金中厚板在生产中的应用[J]. 有色金属加工,2015(1).
传统的铝合金中厚板的淬火 工艺主要通过盐浴炉来进行,从 盐浴炉到淬火水槽之间用桥式起 重机进行转移,淬火转移时间较 长,这种淬火工艺使铝合金晶间 腐蚀加重,且在后续加工中变形 大,性能不稳定,实现这一热处 理工艺过程所采用的设备是先进 的固溶热处理及喷淋式淬火辊底 炉。国外艾伯纳、容克、EFR公 司开发出热风循环辊底式固溶 热处理技术,与传统的盐浴炉相 比,辊底炉具有炉温均匀度高、
移时间“炉外”是板材前端碰到 淬火冷却介质前在炉外所花费的 时间。延长淬火转移时间将导致 淬火冷却速度减慢,对材料的性 能影响很大。因为板材在转移 到淬火段过程中与冷空气接触, 相当于在空气中冷却。由于冷却 速度慢,而铝合金特别是硬铝和 超硬铝的力学性能及耐蚀性对冷 却速度十分敏感,固溶体的分解 会降低时效强化效果,从而使产 品力学性能和耐蚀性下降,为了 防止过饱和固溶体发生局部的分 解和析出,使淬火和时效效果降 低,应当尽量缩短淬火转移时 间,特别是在360~400℃的温度 敏感区必须快冷。有些厂家为了 减小淬火转移时产生的温度降, 在加热段进入冷却段的区域内设 计一道烧嘴,这样可产生一道由 加热空气形成的风墙,避免板材 出现早期冷却现象。厚板转移时 间一般控制在15s以内,转移时
摘要:概述了辊底式淬火炉生产线的组成及国内生产线基本情况,详细介绍、分析了辊底炉的关键工艺及设计特点。 关键词:辊底炉;淬火;炉温均匀度;关键工艺
固溶体脱溶是可热处理强化 铝合金进行强化热处理(淬火和 时效)的基础,辊底式淬火炉 主要用于2×××、6×××江南·体育(JN SPORTS)官方网站、 7×××等航空工业铝合金中厚 板的热处理。淬火是生产航空 用铝合金中厚板的关键热处理操 作,其目的是为了得到高浓度的 过饱和固溶体,给自然时效和人 工时效创造必要的条件。
淬火段时,表面温度250℃,内 部温度400℃。同样的板材离开 低压淬火段,最终冷却前表面温 度100℃,内部温度150℃。
3. 结语 辊底炉是生产航空铝合金中 厚板的关键设备,国外厂家在加 热区炉温均匀度、控温精度、淬 火区快速均匀降温等方面已掌握 成熟的技术,如采用炉门加热方 法以提高炉温均匀度,高低压淬 火区采用不同类型喷嘴等。希望 国内厂商可以加大辊底炉设计、 制造领域的研发力度与投入,早 日实现辊底炉国产化。
合金时间-温度-转换率等温转变 图,铝合金等温转变图鼻尖温度 约350℃,淬火敏感温度区间为 210~420℃,为了保证合金获 得高硬度,淬火时必须快速冷却 通过敏感温度区间,而在高温或 低温区间的冷却速率可以适当减 小,这样不但可以保证合金有高 的硬度,还能在一定程度上降低 残余应力。因此,辊底炉淬火 段一般设置组合式高压、低压两 个淬火区。高压淬火区水泵压力 一般采用5×105P a,喷嘴排布与 炉子中心线°角,喷水呈 椭圆形,这样水流能更有效冲破 水膜,快速带走热量,确保实现 200~250mm厚板心部实现快速 淬透,满足淬火转移时间小于 15s(航空AMS标准)的要求。 例如典型的50mm厚板材,固溶 处理温度538℃,板材离开高压
(2)淬火转移时间 板材 转移时间“炉门打开”包括出口 门廊内的板材加速到淬火速度的 时间,是炉门打开到板材前端碰 到淬火冷却介质的时间,板材转
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伯纳公司的辊底炉每个加热段的 炉顶和炉底各安装了一台循环风 扇,在炉内的铝板被垂直于板材 表面的高速热气流从上下两个方 向加热至工艺要求设定的温度。 炉内的空气由辐流式风扇驱动进 行循环,每个风扇区域都分成4 个控制组,两个在左边,两个在 右边,这样可实现最佳的温度分 布,由此将整个工作空间内的温 度差降到最小,保证了炉内温度 分布的均匀性,这也是实现整个 炉料均匀加热的基本要求。如图 2所示。