铝合金在高温下很柔软,极易造成变形,大的
内应力会造成开裂,常用淬清水方法来消除。对于大锻件和形状复杂的铸件其淬火(固溶)应力特别明显,操作时要特别小心。
铝合金固溶时不发生相变,无组织应力,只有
热应力在起作用。零件冷却后,表面因热应力作用造成压应力,心部受断裂应力常常会出现微裂纹。为了减少变形和开裂,应该控制加热速度和冷却方法。目前常用提高淬火温度、用油淬火、改用其他淬火介质或等温淬火等方法来消除。
铝合金淬火在从500℃向250℃转变时为关键性冷却范围,所以新淬火介质以
聚醚和聚二醇等聚合物最理想。冷却能力可通过在很大范围内改变浓度来调整,低浓度聚合物水溶液的冷却速度和冷水相当。随浓度提高,冷却能力下降而接近油和热水,聚合物的逆溶性温度(60~80℃)减慢了淬火开始的冷却速度,使热应力明显降低。
装炉方法不当,因自重产生变形,应采用适当的夹具,并保持炉气循环、炉温均匀。正确选择淬火方法会减少畸变。微量的变形可通过淬火后马上校正。
机械加工后零件内残留应力过大也会产生变形,可以进行消除应力退火。消除铝合金的残留应力也可以通过在零件淬火后进行1%~5%的塑性变形,使残留应力因工件变形而松弛。塑性变形后,再进行人工时效则效果更加明显。
工件外形复杂、壁厚不均,容易造成应力集中。应改进设计方案,增大圆角半径。铸铝件应有加强筋,太薄部分淬火时,应用石棉包扎。
另外,热处理炉温均匀性、精确性及淬火转移时间的长短都对变形开裂有影响,操作者应注意。