刘联春

（福建兵工装备有限公司-福建永安机械厂，福建 永安 366032）

通过热处理技术来调整或改善铝合金的加工性能和力学性能，所谓铝合金热处理其原理就是选用某一热处理规范，控制铝合金加热的速度，当温度升到某一相应的温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，来达到改变其合金的组织，其主要的目的就是提高合金的力学性能，增强其耐腐蚀等性能，改善其可锻造性，获得尺寸的稳定性。而铝合金的热处理就是指人为的控制铝合金的加热与冷却过程，达到改善铝合金材料的结构、性能的目的。铝合金热处理的技术主要有浸热、再热、退火、熔体化处理和安定化处理。浸热是一种均值化的处理过程，预热一段时间使得金属块的组织结构均值化，通过长时间的加热处理。再热是在热间中加工，进行加热再处理，退火是使得材料软化等等。最后进行安定化处理，对材料进行定性。文章对铝合金热加工处理中的热处理技术进行了深入分析和研究。

1 铝合金的析出硬化

我们日常对铝合金热处理其代码为2XX.X，6 XX.X 和 7 XX.X 或 2XXX，6 XXX和7 XXX 等，这里的xxx的含义是用于区分热处理施以适当的热，热处理其内部结构发生变化，产生出细致的析出物，利用这些析出物来强化材料，这种现象就是析出硬化，有的也称之为时效硬化。当铝所承受的压力超过其抗压的强度时，发生塑性的变形，内部的分子结构会发生改变，变形最主要是由差排再受外力影响开始移动而造成的。所以说，差排运动的难以程度就关系到金属的强度，差排越不容易运动，则外力势必越大才能促使其移动而形成塑性变形，这是铝就呈现强度越高，反之则呈现强度越低。

淬火在析出硬化中析出物比较缓慢，冷却物质比较细小而且致密，由于其析出物细密则析出强化的效果就越好，因此在热处理加工中淬火使用三个步骤来实现：固熔热处理、淬火和时效热处理等三个加工手段来对铝合金进行热处理。铝合金挤压棒材的拉伸性能和铸锭均匀化加热后的冷却速度关系如表1所示，两者之间是否均匀化处理的关系如表2 所示。

表1 铝合金挤压棒材的拉伸性能和铸锭均匀化加热后的冷却速度关系表

表2 铝合金挤压型材的拉伸性能与铸锭是否均匀化处理的关系

2 铝合金热处理中的退火加工技术

很多合金热处理的加工过程中都使用了退火技术，退火可以很明显的降低铝合金制品的可塑性和抗拉强度，如果想将其加工成其他产品是十分有利的。退火加工分为高温完全退火和低温去应力退火，这根据铝合金的使用要求和合金性质来选择。所谓完全退火，可以消除铝合金在塑性变形过程中产生的加工硬化效应，提高其可塑性，便于后续的加工和变形处理。完全退火一般会产生晶粒变大和再结晶等现象，因此要求温度不要太高超过其设定值，时间也不能太长。当铝合金中含有稀土的时候，其再结晶温度会升高。

所谓去应力的退火技术对于铝合金的加工，能减小或消除变形铝合金制品在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力，可以消除铸锭中或铸件中的残余应力。

3 铝合金的最终热处理

一般铝合金采用冷加工、淬火、时效和退火等方法，进行校正调整、成型及其他性质的处理。对于铝合金2000 系、6000 系、7000 系等属于热处理型合金。一般在经过了前面的处理过程，就需要进行时效，室温时效速度较慢，不易达到强度最大值，在高温时效时强度达到最大值后发生软化，这就是过时效，下图1 是2014 和6061 铝合金高温时效曲线，根据淬火时间和其温度变化来了解淬火后的强度变化情况，表3列出了铝合金析出处理的条件和时间对应关系。铝合金的析出处理的条件和时间对应关系如表3所示。

图1 铝合金人工时效与强度之间的关系

表3 铝合金析出的条件与时间关系表

结论

随着科技的进步，人们对铝合金钢材的需求和用途也越来越高，由于加工技术的改进，使得铝合金在各行各业中都得以广泛的应用。特别是神七上天后，铝合金在航天、航海、航空、汽车、电子、通信以及建筑材料方面都得以广泛的应用。铝合金热处理技术的不断改进，使得合金材料能在不同的环境下得以广泛的应用，扩宽了其使用范围。

[1]黄继武，尹志民，聂波，陈继强，何振波.7A52 铝合金原位加热过程中的物相转变与热膨胀系数测量 [J].兵器材料科学与工程，2007，(04).

[2]贾湛湛，朱维，韩志强，赵海东，柳百成.挤压铸造铝合金高温力学行为试验[J].特种铸造及有色合金，2008，(02).

[3]丛福官，赵刚，潘清林，尹志民，田妮，韩啸.Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu 合金热压缩变形的流变应力与组织演变[J].轻合金加工技术，2011，(11).

[4]张飞，孙可伟.玻璃铝基复合材料高温压缩流变行为研究[J].有色金属加工，2009，(05).

[5]黄继武，尹志民，聂波，方家芳，陈继强.双级时效对7A52 铝合金组织与性能的影响[J].中南大学学报(自然科学版)，2007，(06).

[6]范曦，潘清林，李建湘，杨志兵，刘晓艳，覃银江.Al-Mn-Mg-Cu-Ni 合金热压缩变形的流变行为和组织 [J].中国有色金属学报，2010，(03).