铝合金淬火新工艺 84-6
金属材料淬火新工艺
金属材料淬火新工艺⒊分级等温淬火在进行下贝氏体等温转变之前，先在中温区进行一次(或二次)分级冷却的工艺。
该种工艺可减少热应力及组织应力，工件变形开裂倾向性小，同时还能保持强度、塑性的良好配合，适合于高合金钢(如高速钢等)复杂形状工具的热处理。
㈥其它淬火方法此外，尚有液氮淬火法，立即工件直截了当淬入－196℃的液态氮中。
因为液氮的汽化潜热较小，仅为水的十一分之一，工件淬入液氮后赶忙被气体包围，没有一般淬火介质冷却的三个时期，因而变形、开裂较少，冷速比水大五倍。
液氮淬火可使马氏体转变相当完全，残余奥氏体量极少，能够同时获得较高的硬度、耐磨性及尺寸稳固性。
但成本较高，只适用于形状复杂的零件。
流态化床淬火的应用也日益广泛。
因其冷却速度可调(相当于空气到油的冷却能力)，且在表面不形成蒸汽膜，故工件冷却平均，挠曲变形小。
由于冷却速度可在相当于空冷至油冷的范畴内调剂，因而可实现程序操纵冷却过程。
它能够代替中断淬火、分级淬火等规程来处理形状复杂、变形要求严格的重要零件及工模具合金钢的优点：高的强度和淬透性第一节合金元素在钢中的作用常用合金元素：非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe强中强弱一、合金元素对钢中差不多相的阻碍1、形成合金铁素体合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好）2、形成合金碳化物弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C)强碳化物形成元素形成专门碳化物（VC，TiC）熔点、硬度和稳固性：专门碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C二、合金元素对Fe-FeC相图的阻碍合金元素对A相区阻碍扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移奥氏体钢：1Cr18Ni9铁素体钢：1Cr17莱氏体钢：W18Cr4V三、合金元素对热处理的阻碍1、对加热的阻碍多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大2、对冷却的阻碍多数元素溶入A后→过冷A稳固性↑→Vc↑→淬透性↑→Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义：①增加淬硬层深度②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的阻碍①回火稳固性→抗回火软化的能力②产生二次硬化（析出专门碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下）第二节低合金钢一、低合金高强度钢碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460Q235+Me(<3%) →Q3451、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3%主加元素：Mn ——固溶强化辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性，焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn)用途：工程结构——桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器二、易切削结构钢牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低）切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件第三节合金钢的分类与牌号一、合金钢分类低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢——合金工具钢、高速钢专门性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢二、合金钢牌号1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA2、滚动轴承钢——GCr153、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V25、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo26、高锰耐磨钢——ZGMn13学习思路：用途→工作条件→性能要求→成分特点→热处理特点→典型钢种应用第四节合金结构钢一、渗碳钢1、用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮）2、性能：表面——高的硬度、耐磨性心部——强而韧3、成分：0.1~0.25%C ——低碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,B ——↑淬透性（心部得M板条）辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒（VC,TIC,耐磨性↑），4、最终热处理：渗碳+ 淬火+ 低温回火组织：表层：高碳回火M + Fe3C或碳化物+ 残A心部：淬透：低碳回火M未淬透：F+P5、常用钢号：20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W淬透性：低中高适用：机床齿轮汽车变速齿轮飞机齿轮二、调质钢1、用途：受复合应力的重要结构件（齿轮、连杆、机床主轴）2、性能：良好的综合机械性能3、成分：0.3~0.5%C ——中碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,Si ——↑淬透性，强化基体辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒, ↑回火稳固性4、热处理：预备：正火——S——改善组织，排除锻造应力，便于切削加工最终：调质——回火S——获得良好的综合机械性能表面要求高硬度,耐磨,↑σ-1，→表面淬火+ 低温回火（回火M）三、弹簧钢1、用途：弹性元件2、性能：高的σe 、σb 、σ-1 ，一定的塑韧性3、成分：0.45~0.7%C （碳钢0.6~0.9%C）——保证↑σe主加元素：Mn, Si, Cr——↑淬透性，强化基体, ↑回火稳固性辅加元素：Mo, W, V ——防脱碳，细化,↑σe ，4、热处理：热成型弹簧（尺寸大，60Si2Mn）：加热成型→淬火+中温回火→喷丸（回火T ）38~50HRc冷成型弹簧（尺寸小，65Mn）：冷拉钢丝→冷绕成型→去内应力退火（200~300℃）5、常用钢号：65，65Mn，小尺寸的沙发弹簧60Si2Mn 大尺寸的汽车板簧四、滚动轴承钢1、用途：滚动轴承元件，冷冲模，量具（滚珠、滚柱、轴承套）2、性能：硬、耐磨，↑σ-1 ，一定的韧性3、成分：0.95~1.15%C ——硬、耐磨主加元素：Cr ——↑淬透性，硬，耐磨4、热处理：预备：球化退火——球状P（180~270HBS），改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A5、常用钢号：GCr15第五节合金工具钢一、刃具钢性能：高硬度、耐磨性，红硬性（热硬性），足够的强度、韧性1、合金刃具钢⑴成分：0.8~1.5%C ——硬、耐磨Cr, W, Mn, V ——↑淬透性、回火稳固性，细化晶粒，⑵热处理：预备：球化退火——改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A ↑HRC、耐磨性用于制作切削用量不大,形状复杂,精度较高的刀具：丝锥，板牙，拉刀2、高速钢红硬性高（600℃），淬透性好——锋钢。
淬火新工艺的发展及其生产中应用
随着科学技术的发展，人们对金属内部组织状态变化规律的认识有了更深一步的进展。
特别是在20世纪60年代以来，透射电镜和电子衍射技术的应用，各种测试技术的不断完善，在研究马氏体形态、亚结构及其力学性能的关系，获得不同形态及亚结构的马氏体的条件，第二相的形态、大小、数量及分布对力学性能影响等方面，都取得了很大进展。
建立在这些基础之上，淬火加工也发展了许多新的工艺。
一、循环快速加热淬火淬火、回火钢的强度与奥氏体晶粒大小有关，晶粒越细，强度越高，因为如何获得高于10级晶粒度的超细晶粒是提高钢的强度的重要途径之一。
提高加热速度，增多结晶中心也可使晶粒细化。
循环快速加热淬火即为根据这个原理或得超细晶粒从而达到强化的新工艺。
二、高温淬火高温淬火中的高温是相对于正常淬火加热温度而言的。
低碳钢和中碳钢若用较高的淬火温度，则可得到板条状马氏体，或增加板条马氏体的数量，从而获得良好的综合性能。
从奥氏体的含碳量与马氏体形态关系的实验证明，碳的质量分数小于0.3%的钢淬火所得到的全为板条状马氏体。
但是，普通低碳钢淬透性极差，若要获得马氏体，除了合金化提高过冷奥氏体的稳定性外，只有提高奥氏体化温度和加强淬火冷却才可以。
三、高碳钢低温、快速、短时间加热淬火高碳钢件一般在低温回火条件下，虽然具有很高的强度，但是韧性和塑性很低。
为了改善这些性能，目前采用了一些特殊的新工艺。
高碳、低合金钢，采用快速、短时加热。
因为高碳低合金钢的淬火温度一般比Ac1点稍高，碳化物溶解、奥氏体的均匀化，靠延长时间来达到。
如果采用快速、短时加热，奥氏体中含碳量低，因而可以提高韧性。
四、亚共析钢的亚温淬火亚共析钢在Ac1—Ac3之间的温度加热淬火成为亚温淬火，即比正常淬火温度低的温度下淬火。
其目的是提高冲击韧性值，降低冷脆转变温度及回火脆倾向性。
亚温淬火对提高韧性，消除回火脆性有特殊重要的意义，它既可在预淬火后进行也可以直接进行。
淬火温度究竟应该选择多高，由于实验数据不充分，所以结果并不一致，但是为了保证足够的强度，并使残余铁素体均匀细小，亚温淬火温度以选在稍低于Ac3的温度为宜。
铝合金厚板的火与拉伸技术
铝合金厚板的淬火与拉伸技术铝合金厚板的轧制工艺为热轧状态下轧制，变形率为60%-80%内部组织为热轧变形组织；而薄板为冷变形组织，变形率在98%以上，两者有很大的差异。
如图1-1所示，厚板淬火-拉伸的工艺流程可概括为：由热轧机提供满足拉伸工进行辊式矫直处理，以改善拉伸板的平直度；拉伸后的板材即可进行时效强化处理。
1、铝合金板材的淬火1.1、铝合金厚板的淬火工艺过程及生产方式A 、盐浴炉加热方式淬火的特点盐浴炉淬火流程如下图盐浴炉的特点是： 设备结构简单,制造及生产成本低，易于温度控制；但安全性差，耗电量大，不易清理，常年处于高温状态，调温周期长。
使用盐浴炉热处理具有加热速度快，温差小，温度准确等优点，充分满足了工艺对加热速度和温度精度的要求，对板材的力学性能提供了保证。
缺点是：转移时间很难由人工准确的控制在理想范围内，有不确定的因素；在水中淬火时，完全靠板材与冷却水之间的热交换而自然冷却，形成了不均匀的冷却过程，使得淬火后的板材内部应力分布很不均匀；板材变形较大，在随后的精整过程中易造成表面擦、划伤等缺陷，并且不利于板材的矫平；盐浴加热时，板面与熔盐直接接触，板面形成较厚的氧化膜，在淬火后的蚀洗过程中很容易形成氧化色（俗称花脸）影响表面的一致性。
B 、空气加热炉方式淬火的特点空气炉淬火流程如下图点：设备结构复杂，高，但安全性好，耗电量少，生产灵活，可随时根据生产要求调整温度。
与盐浴炉相比，空气炉热处理同样具有温度准确、均匀性好、温差小等优点，同时转移时间也能规范控制，由于采用了高压喷水冷却，不仅改善了不均匀的淬火冷却状态和应力分布方式，而且使板材的平直度和表面质量均大幅度提高，简化了工艺，易于实现过程自动化控制降低劳动强度和手工控制的不便。
缺点是相对盐浴炉而言加热过程升温时间相对较长，生产效率有所降低。
空气炉的加热方式分为辊底式空气炉和吊挂式空气加热炉。
目前国际上，最为先进的淬火加热炉为辊底式空气淬火加热炉。
化学热处理
化学热处理在金属切削加工中，经常遇到的是淬火、退火、正火和回火。
其中应用较多的是淬火与回火。
淬火是将钢件加热到临界点以上某一温度，保温适当时间后，在水或盐水等淬冷介质中快速冷却的一种金属热处理工艺。
淬火后硬度一般比原来硬度高，但有些牌号淬火后需要进行低温回火。
化学热处理的基本原理是把零件和工具浸没在一定浓度的化学介质(主要是渗碳剂)中进行加热处理，随着处理温度的升高和保温时间的增长，使渗碳层的组织转变为马氏体、贝氏体或托氏体，由于表面硬度升高，从而提高了零件表面的耐磨性。
这种表面处理叫做渗碳。
渗碳后还需要对零件进行高温回火。
它的目的是消除渗碳所引起的表面硬化及脆性，同时可降低零件中残余奥氏体的含量，并使工件具有良好的综合机械性能。
这种处理方法所能达到的硬度不高，只有60～70HRC左右。
一般低于60HRC的处理称为调质，它的工艺范围宽，适应性强。
用于各种类型、各种性能的钢材。
如弹簧钢、轴承钢、工具钢、高速钢以及要求特别硬度的工模具钢等。
正火是将工件加热到临界点以下某一温度后在空气中冷却，然后在水中冷却的金属热处理工艺。
正火后的组织比较均匀，有良好的综合力学性能，广泛用于各种结构零件的处理。
如碳素结构钢和低合金结构钢，各种工具钢，滚动轴承钢等。
常用于各种重要结构件、一般机器零件及高速切削刀具。
如车轴、机床主轴、内燃机曲轴、气缸体、齿轮、凸轮轴、连杆、小齿轮、活塞销等。
回火是将工件加热到临界点以上某一温度，保温一定时间，然后在水中或油中冷却，获得回火马氏体组织，以便进行切削加工或淬火后的中间退火。
最早的一种铝合金的化学热处理。
是在金属的碳氮共渗基础上开发出来的新工艺。
它采用较高的加热温度(一般为Ac1)和较低的加热速度(200 ℃/h)，使碳氮化合物分解而析出弥散分布的渗碳体，从而提高了硬度、耐磨性和疲劳强度。
现代铝合金的化学热处理广泛地应用于航空、宇航、汽车等领域。
近年来还在电子、电工等方面应用。
铝合金板料的新淬火状态
铝合金板料的新淬火状态高压柔性成形技术是自 60 年代 以来 ,随着高压柔性成形设备的出现而发展起来的一种钣金精 密成形技术 。该技术在国外一些先进的飞机制造企业中已得到 了广泛应用 ,它以大型高压橡皮囊液压机为成形设备 ,克服了传 统的飞机钣金成形工艺存在的主要缺陷 ,使铝合金板料的成形 精度和加工效率得到很大提高 。
311 在不同状态下材料的机械性能 由于铝合金的新淬火状态是一种中间状态 ,因此 ,冶标未给
出新淬火状态材料的机械性能指标 。为了合理地确定成形工艺 参数 ,必须了解材料在新淬火状态下的机械性能情况 。国内几 个主机厂作过这方面试验 ,现仅以 L C4 材料为例 ,其机械性能 见下表 。
L C4 在不同状态下的机械性能
随着材料硬度的提高 ,疲劳强度的上下限均可显著提高 。 冷挤压使材料表面形成了强化层 ,通过提高表面硬度 ,从而提高 了孔的疲劳强度 ,改善了带孔件的抗疲劳性能 。
(1) 淬火 —冷藏 —液压 ; (2) 淬火 —冷藏 —校平 —液压 ; (3) 淬火 —冷藏 —预成形 —液压 ; (4) 淬火 —冷藏 —校平 —预成形 —液压 ; (5) 预成形 —淬火 —冷藏 —液压 。 ·淬火 目的一是使材料强化 ,二是获得新淬火状态 。应 尽可能采用空气循环炉加热和聚醚等介质冷却 ,以减少淬火变 形和获得良好的新淬火状态 。
由图 5 (a) 可以看出 ,靠近挤入端的硬度比靠近挤出端稍 低 ,而挤出端的硬度最低 。这是因为孔的轴向挤压力随挤压过 程的进行而有增大的趋势 ,使孔的变化程度增大 ,因而硬度也增 大 。但在孔的两端因为自由边界的缘故 ,硬度都较低 。尤其在 挤出端 ,由于有铝被挤出 ,挤压后所得的硬度反而最低 。由图 5 (b) 看出 ,随着远离孔壁 ,硬度降低 ,然而稍远处硬度又升高 ,然 后又降低 。这是由于卸载时 ,孔壁周围的材料回弹 ,产生反向挤 压力 ,使得孔壁附近的材料反向屈服 ,硬度降低 。
铝合金生产工艺流程
铝合金生产工艺流程铝合金是一种常用的金属材料，具有轻重比低、强度高、耐腐蚀性好等特点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有广泛的应用。
以下将介绍一下铝合金的生产工艺流程。
1. 原料准备：铝合金的主要原料是铝和合金元素，其中合金元素可以分为主合金元素和辅助合金元素。
主合金元素通常是一些金属，如铜、镁、锌等。
辅助合金元素可以是一些非金属元素，如硅、锡等。
原料经过精确称量和配比后，按照一定比例加入到熔炼炉中。
2. 熔炼：原料进入熔炼炉，通过加热和搅拌等方式使其均匀熔化，并保持在一定的温度范围内。
在熔炼过程中，可以根据需要添加一些熔剂和脱气剂，以提高熔化效果和减少含气量。
3. 处理：熔炼完成后的熔液需要经过一系列的处理过程，以去除杂质和调整成分。
常见的处理方法有淬火和固溶处理。
淬火是将熔液迅速冷却，使其形成固态金属晶粒；固溶处理是将熔液加热到一定温度，使其溶解掉一些难融解的金属相。
4. 型材制备：经过处理的熔液被铸入模具中，冷却凝固后形成铝合金型材。
型材的形状和尺寸可以根据产品设计要求进行设计和加工。
常见的型材有板材、管材、型材等。
5. 加工：型材经过初步成形后，需要进一步加工，例如锻造、拉伸、冷挤压等。
这些加工方法可以增加型材的强度和韧性，同时改善表面质量和形状精度。
6. 表面处理：为了提高铝合金的耐腐蚀性和装饰效果，常常需要对其表面进行处理。
常见的表面处理方法有阳极氧化、喷漆、喷涂等。
7. 检测和质量控制：在生产过程中，需要对铝合金进行一系列的检测和质量控制，以保证产品的质量和性能符合要求。
常见的检测方法有金相显微镜观察、拉伸试验、硬度测试、化学成分分析等。
8. 成品包装和出厂：经过检测合格后的铝合金成品，需要进行包装和标识，并经过质检部门的验收后，方可出厂销售或进一步加工。
以上是铝合金生产的主要工艺流程，每个环节都需要严格控制和操作，以确保铝合金产品具有良好的质量和性能。
同时，不同的铝合金产品可能还需要其他特殊的工艺或处理方法，以满足不同的应用需求。
铝合金材料的热处理工艺研究
铝合金材料的热处理工艺研究近年来，铝合金材料在工程领域中得到了广泛应用。
其轻质、高强度和良好的可塑性特性，使其成为替代钢铁材料的理想选择。
然而，铝合金材料的力学性能和耐腐蚀性还有待提高，其中热处理工艺的研究成为提高铝合金性能的关键环节。
热处理工艺是通过控制铝合金材料的加热和冷却过程，以达到材料组织和性能的改良。
其中最常用的热处理方法包括固溶处理、时效处理和淬火处理。
固溶处理是将铝合金材料加热至溶解温度，使合金元素均匀溶解在基体中，从而改善材料的可塑性。
时效处理是通过在固溶处理后进行适当的时效保温，使材料再结晶，达到强化和稳定性的提高。
而淬火处理则是通过迅速冷却，使合金元素排列得更加紧密，提高材料的硬度和强度。
在铝合金热处理的过程中，加热温度和时间、冷却速度以及固溶和时效的参数都对材料的性能影响巨大。
因此，对于不同种类的铝合金材料，需要具体设计适合其组织和性能改善的热处理工艺。
例如，在A6061铝合金中，经固溶处理可以提高材料的塑性和延展性，但同时也会降低强度。
因此，在固溶处理后，需要通过适当的时效处理来提高材料的强度。
通过控制时效温度和时间，可以实现固溶和时效处理的最佳组合，从而使铝合金材料达到理想的力学性能。
另外，冷却速度也是铝合金热处理中需要考虑的重要因素。
当材料迅速冷却时，合金元素的扩散速率减缓，容易形成致密的晶体结构，从而提高硬度和强度。
相反，当材料缓慢冷却时，合金元素的扩散速率加快，晶体结构较为疏松，材料的可塑性增加。
因此，在热处理工艺中，通过控制冷却速度，可以实现硬度和塑性之间的平衡，使铝合金材料具备理想的综合性能。
除了上述常规的热处理方法，近年来，新型热处理工艺也在不断涌现。
例如，等离子体强化技术、高温拉伸和冷间隙淬火等都在提高铝合金材料性能方面显示出潜力。
这些新工艺能够更加精确地控制材料的组织和性能，在提高材料力学性能的同时，还能降低能源消耗和环境污染。
总之，铝合金材料的热处理工艺对于提高材料的力学性能和耐腐蚀性具有重要作用。
铝合金及热处理
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各铝牌号代表合金
1系代表有1050：0.3Si 0.4Fe 0.1Cu 0.1Mn 0.1Mg 0.1Zn 0.1V 。 高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途。 抗拉强度 σb (MPa)95～125 ，条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥75，1050主要
特性 为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性，高耐腐蚀 性，良好的焊接性和导电性。热处理工艺 热处理规范1)完全退火：加热 390～430℃，随材料有效厚度不同，保温时间30～120min，以30～50℃/h速 度随炉冷至300℃下，再空冷。2)快速退火，加热350～370℃，随材料有效 厚度不同，保温时间30～120min。空或水冷。 3)淬火和时效:淬火500～ 510℃，空冷，人工时效 95～105℃，3h，空冷，自然时效。应用举例 ：广 泛用于对强度要求不高的产品，如化工仪器，薄板加工件，深拉或旅压凹形 器皿，焊接零件，热交换器，钟表面及盘面，铭牌，厨具，装饰品。
变质处理：变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质 剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒， 达到提高材料性能的目的。
孕育处理：在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长， 达到细化晶粒的目的。 习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中加入 添加剂则称变质处理。 从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处 理则是改变晶体的生长机理（抑制长大），从而影响晶体形貌。
铝合金热处理及牌号基本概念
铝合金热处理代号--（名称）
F 自由加工状态 (适用于在成型过程中对于加工硬化和热处理条件无特殊要求
的产品，该状态产品的力学性能不作规定)
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铝合金淬火新工艺84-6武汉水利电力学院机械系管鄂一、铝合金淬火的意义铝合金的淬火与一般结构钢的淬火意义不同。
单一用淬火工序不能使铝合金达到强化的目的。
刚刚淬火的铝合金，强度提高很少很少。
但铝合金常常采用淬火工艺，其主要意义在于两个方面：一是使它的塑性提高有利于拉伸矫直等精整工作；二是为时效强化作准备工序。
淬火加热时将强化相充分溶解，在高速冷却后得到均匀过饱和固溶体，通过人工时效或自然时效，使过饱和固溶体发生分解，从而使铝合金的强度、硬度大幅度提高。
淬火是时效强化前不可缺少的前置工序。
铝合金根据其成份可分为热处理可强化铝合金以及热处理不可强化铝合金。
下列五类铝合金均可通过淬火——时效处理实现强化：Al-Cu-Mg系硬铝合金，如LY11、LY12、LY6、LY2等；Al-Mg-Si-Cu系锻铝合金，如LD2、LD5、LD10等；Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金，LC4、LC5、LC9等；Al-Cu-Mn系耐热铝合金，如LY17等；Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金，如LD7、LD8、LD9等。
二、铝合金淬火加热规范的选择铝合金淬火加热规范选择正确与否对淬火质量和时效后强化效果以及抗腐蚀性等都有密切关系。
加热规范主要包括以下内容：图1 铝合金淬火温度对其淬火——时效后机械性能的影响α)铝合金淬火温度与合金成份的关系；b)硬铝在淬火一时效后机械性能与淬t共晶——共晶温度，t淬——淬火温度火温度的关系。
δ——延伸率与淬火温度的关系曲线；——强度与淬火温度的关系曲线。
σb1.淬火温度铝合金淬火温度选择相当严格。
从铝的二元合金相图(图1α)看出：高合金硬铝(化学成份I-I)固溶线与共晶线十分接近，因此淬火温度选择范围很窄。
超过共晶熔化温度就引起过烧，铝合金过烧将导致局部熔化和氧化，对零件耐腐蚀性有较严重影响。
时效后强度效果也明显下降；加热温度太低时又可能使合金元素强化相不完全固溶，也影响时效强化效果。
(见图1α和b)所以淬火温度要严格控制。
例如LY12的过烧温度为504℃，实际淬火温度只能498±3℃；LC4的淬火温度在470-475℃之间，490℃则有严重过烧。
2.保温时间与淬火转移时间加热后的铝合金保温足够的时间主要是使强化相充分溶解，提高时效强化效果，而强化相溶解速度与加热温度、加热条件以及工件材质、成份、形状、大小有关。
保温时间不足，强化相溶解不充分，时效强化效果不好；保温时间太长，尤其加热温度偏高，容易引起过烧。
一般应根据工件厚度按手册规范选取。
保温后从炉内取出，到淬入淬火介质的时间叫淬火转移时间。
当转移时间过长时，工件温度下降很快，过饱和固溶体局部分解，淬火——时效强化效果降低，处理后防腐蚀性能也明显下降。
因此一般规范建议淬火转移时间越短越好。
严格的加热规范是淬火新工艺实现的重要工序保证。
三、铝合金的淬火新工艺目前，铝合金的常规淬火是水淬。
效果不好。
往往出现严重变形和裂绞，或者淬火后时效强度低，耐腐蚀性差。
为了解决上述工艺问题，国内外一直在探索新的淬火工艺。
新淬火工艺主要是采用新的淬火冷却方式。
归纳起来有以下几种：1.水温调节淬火图2 热水淬火装置与热水温度对淬火冷却性能的影响。
α)热水淬火装置及温度调节系统1-热水槽；2-加热器；3-热电偶；4-温度调节器。
b)不同温度下在1/2英寸7050铝板中心处测得的冷却曲线。
曲线上数字为热水温度(华氏°F)。
业已判明，水的淬火冷却特性与水温有关。
(见图2b)淬火工件的冷却速度随水温的升高而降低。
常温下的水，冷却能力大，最大冷却速度可达750℃/S以上，冷却太快，工件内部产生较大的内应力导致淬火变形或裂纹出现。
在热水中淬火，由于气膜冷却阶段较长，工件冷却比较缓慢，而且冷却速度随水温的变化可以在较大范围变动。
因而可以调节水温的办法来得到接近理想的冷却淬火。
控制调节水温的淬火装置如图2α所示。
对不同材质和厚度的铝合金工件应选择相应的水温。
有时也用到沸水淬火。
对变形倾向较大的铸、锻铝件均可用调节水温淬火。
由于水的热惯性大，水温调节宜采用DDZⅡ组合仪表组成的温度调节系统来调节。
这种工艺的缺点是耗能大，水温选择难于准确。
一般经试验确定淬火水温。
2.液-气雾化介质淬火液一气雾化介质淬火是喷射淬火的一种，一般的液束喷射冷却淬火，冷却速度较大，冷却烈度可大于浸没冷却淬火。
而液——气雾化介质冷却淬火，尤其是轻雾喷淬，使工件冷却速度较为平缓，而且可以在较大范围内调节，适应于淬透性较好的合金钢以及不同厚度，对冷却速度有不同要求的铝工件。
一般的雾化设备是两套装置组成：一是水压系统，它的喷咀向工件喷射液束，另一系统是空压系统，它的喷气气咀与液束成一定角度，高压气体使液束碎化成雾，形成液——气雾联合喷在灼热工件表面，因为水压、气压；使雾滴以一定速度喷射在工件上，几乎不大可能出现明显的气膜冷却-泡沸腾冷却-对流冷却三个阶段，使整个冷却温度范围内摆脱不均匀冷却的状况，使淬火避免变形与淬裂。
喷雾淬火最主要的工艺参数有：喷水压力与流量、气压及气流量，喷射的均匀度。
一般情况下，水压与水流量大而气压及气流量小时，雾粒大，冷却烈度(H)大；当液束压力较小，流量也小，而气压、气流量大时，雾粒较细，冷却烈度较小。
此外喷咀与工件间的距离也是重要工艺参数。
喷咀距离及分布情况也影响冷却烈度和冷却的均匀程度。
一般生产应用上，生产前可进行试验鉴定后选择工艺参数。
对铝合金淬火，无论是液束喷射或轻雾喷射，要防止工件变形，均匀喷射至关重要。
对园柱体工件，可以在一般有旋转工作台的淬火机床上淬火，工件旋转有利于冷却均匀，防止工件变形。
平板型工作，则应竖立对称均匀喷淬。
雾化的介质可以用水，也可以用聚合物水溶液。
资料[9]提供了省去一套气压系统的雾化设备，只用单一的水压系统，用特制的一种简单喷咀就可以使液体雾化，实现雾喷淬火，可供参考。
3.聚合物淬火如上所述，冷水淬火，对很多铝合金来说冷速太快，易引起内应力变形。
用热水、沸水淬火，温度难以掌握好，且耗能太大。
采用聚合物的水溶液淬火将克服上述两种介质淬火的缺点，是一种很有前途的淬火新工艺。
应用于钢淬火的聚合物水溶液或混合溶液已近20种。
其中聚乙稀醇、聚醚、聚氧化乙稀的水溶液已开始应用于铝合金的淬火工艺中。
聚醚一类的有机物水溶液作为淬火介质很重要的原因是利用它的逆溶性。
当灼热工件淬入介质时，工件周围的液温剧烈上升，聚醚从水中析出，介质混浊、粘度上升，并在工件表面形成连续均匀的薄膜，随着工件的冷却，膜又逐渐溶解，使工件低温时加快冷却，这样使工件在高温和低温时都具有比较均匀的冷却速度，从而减少工件由于冷却不均匀而造成变形开裂现象。
对于那些厚度不匀，结构复杂的工件，由于这种冷却自调节过程都可使其各部趋近均匀冷却防止变形。
一般聚合物的冷却特性与其在水中的浓度有关。
浓度大，冷却速度缓慢；浓度小，冷却速度快。
(见图3)调节浓度，可以调节聚合物水溶液的冷却特性，以适应大小与厚度不同的工件淬火。
图3 不同浓度的聚醚水溶液与20℃、70℃水冷却特性的比较考察铝合金加热到淬火温度在不同浓度的聚醚中冷却表明，8%～40%浓度的水溶液的冷却速度在冷水与沸水之间，而且冷速均匀。
在400℃～250℃之间有足够的冷速保证不发生溶解相的析出，同时也不超过太大的冷却速度使铝合金增加内应力和变形。
实践证明聚合物水溶液用于铝合金淬火，效果很好，变形比水淬小，时效后强度也很高，耐腐蚀性不会降低。
下表1是聚醚(Ucon)和聚氧乙稀用于铝合金淬火的工艺实例。
4.固——气流态化介质淬火图4 流化床及其淬火冷却特性α)流化床结构简图1-淬火槽；2-水壁；3-孔板与风帽；4-气腔；5-固气流态化淬火介质。
b)液化床冷却特性与聚醚80℃水及20℃水冷却特性的比较。
固一气流态化介质是一种固体细粒(如石墨或氧化铝等)在压缩气体作用下，以一定方式形成的一种具有某些液相性能的假液状态的介质。
形成固——气流态化介质的装置称为流化床。
(见图4α)容器1内装有固态细粒，容器底部是一个能透气的孔板，板的上面有一风帽。
最底层是气腔4。
压缩空气由气孔进入空腔，穿过孔板与风帽3进入淬火槽。
当气体压力较小，气流速度较低，槽内固体粒子处于静止状态；当气体压力增大并超过一定流速，固体粒子被托起，在槽内上下运动，翻滚沉浮，形成类似液体沸腾状态，此时呈现一定的液相性能。
这种具有液相性能的介质称为固-气流态化介质。
也称“沸腾层”或“假液”。
用这种固-气流态化介质作为冷却介质的淬火也称“流化床淬火”。
固-气流态化介质具有良好的冷却性能。
冷却能力由其最大传热系数表示：αm=0.548λg d s-0.4·μ-0.4·r s0.2·r g0.2式中：αm-固气流态化介质最大传热系数；λg-气体的导热系数μ-气体的粘度系数；r g-气体的重度；d s-固体粒子的粒度，(尺寸大小)从上式看出，固体粒子越细，重度越大，则介质的冷却能力越大；气体粘度愈小，流速越大，介质冷却能力也越大。
然而气体流速有一个保证介质流态化的最佳值，调节范围有限。
氢气、氮气的粘度很小，如用氢气或氮气来冷却，可以强化介质的冷却能力。
对氧化铝砂粒(粒度=0.2毫米)，流量为1.9米3/小时的空气形成的流化床，用铝试件进行冷却特性的测定的结果表明：其冷却能力比40%的聚醚和80℃水的冷却能力要低。
但冷却速度均匀。
最大冷却速度在50℃/s-60℃/s之间。
(图4b)用52×12开口偏心环变形试件(材料LY12CZ)在上述流态化介质中淬火后测定其变形的结果说明比在水、油中淬火的变形量小得多，与空冷后变形量基本一样。
由此证明流化床是适合于铝合金淬火。
表2和表3是固-气流态化介质用于铝合金淬火的工艺实例。
注：机械性能均在淬火后时效处理完毕测得的数字。