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          鋁型材再結晶退火存在的主要問題

          當前,國內鋁型材生產實踐中,特別是有些大型的老牌企業,退火設備依然采用箱式電阻爐或箱式油、氣爐、裝爐量大,升溫速度慢。在升溫過程中,爐料溫差大。這對再結晶退火來說,產生了一個比較嚴重的問題:鋁型材溫度的可能已經開始再結晶溫度,開始再結晶時,較高溫度下的爐料,已經完成再結晶,并可能發生二次長大。因此當所有爐料完成再結晶時,處于最先結晶并發生長大的爐料,出現了巨大的再結晶晶粒組織,嚴重地影響了鋁型材的組織性能,特別是對3×××系和某些易發生聚集再結晶的鋁型材,最容易出現二次長大的大晶粒組織。

          為此,設備制造人員改進爐型結構,合理布局加熱氣流;增大風壓,提高氣流速度;調整裝料方式,均勻爐內溫度場,借以縮小爐料溫差,縮小再結晶晶粒尺寸。這能收到一定效果,但不能從根本上解決問題。如航空導管用3A21鋁型材?10mm×1mm鋁管材、汽車散熱器用3A21/3003鋁型材小型薄壁管材等采用固定式箱式爐退火,其再結晶晶粒大小和均勻性差異甚大,有的晶粒達5級以上,有的晶粒卻只有1級左右,遠遠滿足不了使用要求。

          眾所周知,要獲得細小、均勻的再結晶組織,首先要能在工件內部形成均勻、彌散分布的、大量的再結晶核心,這除了工件應具有適當的冷加工程度外,必須降低加熱升溫過程中回復的影響,盡可能實現快速加熱,提高升溫速度;其次,盡可能縮短退火保濕時間,當再結晶一完成工件即出爐冷卻,防止晶粒聚集長大,從而獲得細小均勻的再結晶組織。

          為實現上述目的,不少廠家采用輥底式連續移動式高溫加熱爐對中、小規格的鋁管材、鋁型材進行再結晶退火,可獲得細小均勻的一級晶粒組織,生產工藝穩定,效果良好,完全滿足用戶要求。

          某設備為一約12~18m長的電阻加熱爐,通過爐膛底部的輥套轉動,帶動均勻地裝滿工件的料盤,從爐膛穿過。爐膛溫度遠高于再結晶溫度而低于材料熔化溫度。料盤進入爐膛,即使速升溫至再結晶溫度以上,幾乎不存在回復階段和回復效應,開始再結晶形核--長大;當再結晶過程一完成,尚未發生聚集長大時,料盤已載著工件駛出爐膛,退火工藝結束。

          該退火工藝中,工件所接受的加熱溫度與加熱時間都是均等的,因此工件之間不存在溫差和時間差,也就是說其形核--長大的結晶過程對每一工件以及工件的各部位都是均衡的,故其晶粒度是均勻一致的。

          爐內溫度和履帶的運轉速度可方便調整,因此在生產實踐中,可根據鋁型材性能、規格確定退火溫度和在爐內的保溫時間,以獲得最佳的鋁型材組織性能。

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