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6A02铝合金固溶时效工艺优化

 GXF360 2019-11-07

铝合金6A02的固溶+人工时效(T6)处理在我公司热处理生产中占有很大的比重,根据本企业文件《铝合金热处理工艺守则》中规定,时效时间12~16h,实际生产时间为12h,经查阅相关资料中为8h。由于设备温度精度的提高,车间生产者发现,对于一些材质为6A02的零部件,适当减少时效时间,并不影响其硬度。本文重点对有效尺寸≤100mm的零部件进行试验,选择时效时间12h和10h,对比硬度和强度的差异。

1. 试验材料及方法

试验材料为本企业生产用6A02铝合金棒材,将材料加工成φ100mm×200mm试样,然后在辊棒式铝合金淬火炉内进行固溶人工时效处理,固溶温度518℃,保温210min后水冷。时效温度175℃,保温12h和10h后空冷。每组试样10个,工艺曲线如图1、图2所示。

图1 时效12h的工艺曲线

图2 时效10h的工艺曲线

试验过程中采用TH160里氏硬度计测定材料的布氏硬度,采用CMT8202微机控制电子万能试验机测定材料的抗拉强度和断后伸长率。

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综上所述,污水处理厂想要做好节能降耗工作,需要从工艺、设备、管理以及能源等方面着手,多措并举,在保证水质达标的前提下,降低能源的消耗,实现节能的目标。

2. 结果与分析

固溶时效时可以显著提高6A02铝合金的硬度和强度。表1为6A02时效时间为12h和10h的布氏硬度。《铝合金热处理工艺守则》中要求,6A02铝合金固溶时效处理后的硬度≥90HBW。根据表1数据可知,时效时间12h和10h处理的试样均能达到此要求。根据图3可看出,时效时间12h和10h处理后的硬度相差不大。

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根据0KB.912.047《铝合金热处理工艺守则》中要求,6A02铝合金固溶时效处理后的抗拉强度Rm≥270MPa;根据相关资料,6A02铝合金固溶时效处理断后伸长率A≥12%。从表2中可看出,抗拉强度时效10h相对时效12h较高、伸长率相对低一些,但是总体均符合使用要求。图4为拉伸试验。

3. 效益分析

节省电费=设备功率×节省时间×年生产炉次×电价=108kW(时效保温阶段按设备功率的40%计算)×2h/炉×180炉(全年固溶生产炉次约360炉,其中有效尺寸100mm以下零部件约占1/2)×1.2元/kW·h=46656元。

节省工时费用=节省时间×操作人数×年生产炉次×小时费用=2h×2人×180×8.571元/人/h=6171.12元。

合计52827.12元/年。

表1 6A02时效时间为12h和10h的硬度

时间/h试样编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10硬度HBW 12 127 123 119 124 119 128 122 125 122 124 10 125 127 126 122 117 119 119 121 128 126

图3 时效时间12h与10h的硬度比较

表2 时效时间12h和10h的抗拉强度与伸长率

时效时间/h 12 10序号 1 2 3 1 2 3抗拉强度/MPa 437 379 373 453 436 433伸长率(%) 13.5 13.5 14 12.5 13 13

图4 拉伸试验

4. 结语

对于6A02铝合金有效尺寸≤100mm零部件进行固溶+人工时效(T6)处理时,可由原时效时间12h减少到10h。对零部件的硬度、抗拉强度、伸长率没有太大差异,不影响使用性能,在生产过程中可以实施。实施后不仅可以提高生产效率,还可以节约电费与工时费用。

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