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1　前言
　　隨著有色金屬技術(shù)的發(fā)展，鋁和鋁合金以它特有的優(yōu)勢愈來愈廣泛的用于航空工業(yè)和民用建筑、醫(yī)療、食品包裝等行業(yè)。鋁合金的熱處理技術(shù)已發(fā)展成為熱處理學(xué)科中的一個重要組成部分。
　　鋁合金熱處理包括：鋁合金退火、時效、均勻化、固溶熱處理等。隨著鋁合金產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，對鋁合金熱處理質(zhì)量不斷提出更高的要求，本文將對鋁合金熱處理技術(shù)的發(fā)展及關(guān)鍵問題進行綜合分析和評述。

2　鋁合金的均勻化
　　在鋁板帶和鋁型材生產(chǎn)工藝中，鑄錠通過熱軋、擠壓可獲得坯料鋁卷帶、鋁型材。在鑄造過程中，雖然可以通過在鋁液中添加微量晶粒細化劑(Al-Ti-B)達到細化鑄錠晶粒的目的，但鑄錠的結(jié)晶組織還是不均勻。這是因為鋁液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開始，垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴展，所以鑄造組織具有明顯的方向性；隨著鋁凝固層的增厚，傳熱系數(shù)減小，內(nèi)外晶核的形成和長大的不一致導(dǎo)致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變化；凝固時金屬成分造成的偏析現(xiàn)象，晶粒四周和晶內(nèi)錳濃度的差異擴大了再結(jié)晶溫度區(qū)間，降低生核率，從而容易產(chǎn)生粗晶；鑄造時錠內(nèi)部產(chǎn)生不同程度的縮孔和疏松組織。
　　在熱軋、擠壓過程中，由于熱加工變形與再結(jié)晶同時進行，形成了以等軸晶粒為主的再結(jié)晶組織，可使鑄造的結(jié)晶組織不均勻狀態(tài)得到不同程度的改善。為了進一步改善熱軋、擠壓的性能，提高熱加工后產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，許多鑄錠在熱加工之前均在鋁合金固相線下的溫度570～620℃進行均勻化處理，使MnAl6相均勻析出，減小或消除晶內(nèi)偏析，以達到均勻化之目的。
2.1　軋制用坯錠、卷帶的二次加熱和均勻化生產(chǎn)線
　　(1)推進式加熱/均勻化爐
　　對于具有熱軋能力的大型鋁加工廠的批量生產(chǎn)來說，用推進式加熱/均勻化爐來進行二次加熱和均勻化比較合適。根據(jù)工廠的實際情況可采用加料和卸料的全自動操作或半自動操作，鋁錠加熱電爐見圖1。

圖1　26t鋁錠加熱電爐

　　在這種爐子的操作程序中，坯錠被放置在加料輥臺上，自動對齊后由翻錠機構(gòu)將坯錠翻起在墊塊上(也稱為熱靴)，沿滑軌向前推進。推進是由液壓推料裝置將坯錠推送過爐膛，由于這種爐子多數(shù)是連續(xù)作業(yè)，推料裝置與出料裝置同步進行，推料裝置受出料端的溫度檢測信號控制。
　　該爐可以采用電加熱、氣體或油燃燒器進行直接加熱，通過大功率軸流風(fēng)機進行空氣循環(huán)，確保坯錠快速、均勻的加熱。溫度均勻性一般要求在±(5～3)℃，如此小的溫度允差使得坯錠在固相線下的高溫均勻化成為可能。采用先進的智能化控溫儀表或計算機對坯錠進行差溫加熱，縮短了均勻化的時間。
　　推進式加熱爐一般由進料翻錠裝置、推料裝置、爐體、加熱系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、出料翻錠裝置、換氣系統(tǒng)、溫度控制和檢測中心、料墊自動返回系統(tǒng)組成。
　　推進式加熱爐的關(guān)鍵技術(shù)：
　?、贌嵫?料托)：根據(jù)坯錠形狀的不同，熱靴的形式也有所不同，有分離型、組合型和整體型等。熱靴的選型對坯錠在進出料、推進和加熱過程中舉足輕重，熱靴的返回系統(tǒng)設(shè)計也不可忽視。
　?、跍囟染鶆蛐砸约斑M出料協(xié)調(diào)：選用恰當(dāng)?shù)难h(huán)方式和導(dǎo)流系統(tǒng)會改善溫度的均勻性。如針對不同的坯錠采用立式或臥式風(fēng)機裝置，或在風(fēng)道中適當(dāng)增加導(dǎo)流片來保證氣流在爐膛內(nèi)均勻分布。如何保證坯料在達到軋制溫度后適時出爐，溫度檢測和反饋控制是很重要的。為了準(zhǔn)確地反映和控制出料的時間，保證進出料動作的協(xié)調(diào)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)和重要部件的設(shè)計起著關(guān)鍵作用。
　　(2)周期式均熱爐
　　考慮到加熱各種品種和規(guī)格合金鋁錠的需要，周期式均熱爐要比推錠爐更適合生產(chǎn)的要求。周期式均熱爐可裝卸不同品牌、不同規(guī)格的合金錠，根據(jù)合金錠不同的工藝要求，將它們加熱到相應(yīng)的軋制/均勻化溫度。該種爐子使用靈活、適應(yīng)性強、可靠性高。鋁扁錠均熱爐如圖2所示。

圖2　53t鋁扁錠均熱爐

　　周期式均熱爐一般以爐組形式出現(xiàn)，采用復(fù)合裝卸料車對每臺爐子進行加料和轉(zhuǎn)移，另外還需配備大型的翻錠機構(gòu)，在實際操作時，由天車與翻錠機構(gòu)配合，將鋁錠轉(zhuǎn)移到復(fù)合裝卸料車上，然后由它向各爐子加料和卸料。爐子上配備有大風(fēng)量的對流循環(huán)系統(tǒng)和先進的溫控系統(tǒng)，保證鋁錠在均勻化時各部位溫度均勻，這種爐子一般裝爐量為30～60t。
　　為了保證這種爐型鋁錠加熱后的均勻化效果，必須有效的控制固相線下溫度、溫度均勻性和均熱時間。因爐體溫度相對退火爐較高，所以對風(fēng)機的材質(zhì)提出了較高的要求。另外，對循環(huán)系統(tǒng)、爐門密封和防止變形、爐內(nèi)支撐受力的狀態(tài)等，也是我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計上重點考慮的問題。
2.2　擠壓鋁錠的均熱生產(chǎn)線
　　為了進一步提高鋁合金型材的內(nèi)在質(zhì)量，使產(chǎn)