常用铝合金去应力退火热处理工艺规范
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常用变形铝合金退火热处理工艺规范
1 主题内容与适用范围
本规范规定了公司变形铝合金零件退火热处理的设备、种类、准备工作、工艺控制、技术要求、质量检验、技术安全。
2 引用文件
GJB1694 变形铝合金热处理规范
YST 591-2006 变形铝及铝合金热处理规范
《热处理手册》91版
3 概念、种类
3.1 概念：将变形铝合金材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。
3.2 种类
车间铝合金零件热处理种类：去应力退火、不完全退火、完全退火、时效处理。
4 准备工作
4.1 检查设备、仪表是否正常，接地是否良好，并应事先将炉膛清理干净；
4.2 抽检零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量；
4.3工艺文件及工装夹具齐全，选择好合适的工夹具，并考虑好装炉、出炉的方法；
4.4 核对材料与图样是否相符，了解零件的技术要求和工艺规定；
4.5在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂的部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉等；
5 一般要求
5.1 人员：
热处理操作工及相关检验人员必须经过专业知识考核和操作培训，成绩合格后持证上岗
5.2 设备
5.2.1 设备应按标准规范要求进行检查和鉴定，并挂有合格标记，各类加热炉的指示记录的仪表刻度应能正确的反映出温度波动范围；
5.2.2 热电温度测定仪表的读数总偏差不应超过如下指标：
当给定温度t≤400℃时，温度总偏差为±5℃；
当给定温度t＞400℃时，温度总偏差为±(t/10)℃。
5.2.3 加热炉的热电偶和仪表选配、温度测量、检测周期及炉温均匀性均应符合QJ 1428的Ⅲ类及Ⅲ类以上炉的规定。
5.3 装炉
5.3.1 装炉量一般以装炉零件体积计算，每炉零件装炉的有效体积不超过炉内体积一半为
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准。
5.3.2 零件装炉时，必须轻拿轻放，防止零件划伤及变形。
5.3.3堆放要求：
a.厚板零件允许结合零件结构特点，允许装箱入炉进行热处理，叠放时允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm.
b.厚度t≤3mm的板料以夹板装夹，叠放厚度≤25mm，零件及夹板面无污垢、凸点，零件间、零件与夹板间应垫一层雪花纸，以防止零件夹伤。
5.3.4 装炉后需检查零件与电热原件，确定无接触时，方可送电升温，在操作过程中，不得随意打开炉门；
5.3.5 加热速度：变形铝合金退火的加热速度约13℃～15℃/秒，例如加热到410℃设定时间为0.5小时。
5.3.6 保温时间是指铝合金加热到规定温度范围而需要保持的时间，从炉温达到规定温度时计算。装炉量为最大时，保温时间应适当延长1-2h；对于装箱退火，保温时间应适当延长1h；单件或单层摆放的零件，保温时间取最小值。具体要求参考表1。
5.3.7 容易产生变形或扭曲的零件（如细长与薄板零件），装出炉时特别小心，应尽量在炉中垂直吊挂加热，或可设计专用热处理夹具、防护罩或框架等工装，以免变形；
6 特别要求
6.1 待热处理的零件表面应清洁、干燥、无油污、水痕、划伤等缺陷(毛坯件除外)。
6.2 同一热处理炉中装有不同厚度的零件时，应按最大厚度确定加热保温时间，厚度相差大于10mm的制品不应同炉热处理。
7 质量检验
7.1 外观检测：热处理后的零件不允许有腐蚀、裂纹、烧伤和超过工艺文件规定的变形。
7.2 过程记录检测：应严格执行热处理规范，检热处理过程记录卡及温度曲线。
7.3 当技术人员对其性能要求检测时，按如下方法执行：
7.3.1 拉伸试验应按GB228进行
7.3.2 过烧和包铝层扩散试验应按GB2346进行
7.4 热处理制品的抗拉强度、屈服强度和伸长率的试验数据应满足相应的材料规范或零件图样的规定
8 技术安全
热处理时，操作者应严格遵守热处理安全操作规程。
9 热处理过程记录表
9.1 制品应有可追踪的热处理记录，该记录应包括证明满足本规范和制品要求的所有需要的资料、现行的工艺鉴定资料；
9.2 热处理的原始记录应保存归档。
9.3 热处理过程记录表详见附件1
10 常用变形铝合金退火制度
去应力退火：消除冷变形和机械加工过程中（如压力加工、切削加工）产生的残余应力，稳定尺寸,主要用于不可热处理强化铝退火工艺。
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不完全退火：为恢复再结晶，消除加工硬化，降低硬度，提高塑形，获得半硬制品，便于冷加工成型，适用于可热处理强化铝合金的退火工艺。
完全退火：保证获得完全再结晶组织和良好的塑性，生成软制品，便于冷加工成型，适用于可热处理强化铝合金的退火工艺。
时效处理：使强化相充分而均匀的析出，提高强度、硬度，获得良好的综合性能。
11 常用铝合金退火应用范围
2A12退火：a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；
b.力学性能要求中等的结构件毛坯、半成品，采用再结晶退火工艺；
c.力学性能要求不高或需热校形的薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
3A21退火：a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；
b.力学性能要求中等或需钎焊腔体盖板类、结构件毛坯、半成品采用再结晶退火工艺；
c.力学性能要求不高的非结构件或需热校形的薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
5A03退火：a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；
b.力学性能要求中等的结构件毛坯、半成品采用再结晶退火工艺;
c. 力学性能要求不高的结构件或需热校形的高薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
5A06退火：a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；
b.力学性能要求中等的腔体类毛坯件、半成品采用再结晶退火工艺;
c.力学性能要求不高或需热校形的盖板腔体类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
6063退火：a.力学性能要求高的结构件或需真空钎焊的腔体毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；
b.力学性能要求中等的结构件或需手工钎焊、空气炉钎焊的腔体类毛坯、半成品，采用再结晶退火工艺;
c.力学性能要求不高的结构件或需热校形的盖板腔体类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
时效处理：用于钎焊后快速冷却零件的时效处理，如真空钎焊中零件在530℃后急冷发生淬火后进行的强化处理。
12 工艺规范 常用变形铝退火工艺规范见表1；
常用变形铝合金时效规范见表2。
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表1 常用变形铝合金退火工艺规范
名称 特性 状态 过烧
温度 ℃ 力学性能(抗拉强度) σb
(MPa) 去应力退火 不完全退火 完全退火
2A12 可热处理强化铝合金,属Al-Cu系铝合金。 O
T4
T6 505℃ ≥250 MPa
≥380 MPa
≥430 MPa 温度240℃～260℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥380 温度350℃～370℃ ,保温时间1～2小时，冷却速度不高于30℃/h,冷却至260℃以下出炉空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥250 温度390℃～410℃ ,保温时间1～2小时，冷却速度不高于30℃/h,冷却至260℃以下出炉空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥100
3A21
不可热处理强化铝合金,属Al-Mn系铝合金。 O
H14
H18 643℃ ≥130 MPa
≥170 MPa
≥220 MPa 温度260℃～280℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥150 温度360℃～415℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥130 温度420℃～490℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥100
5A06
不可热处理强化铝合金,属Al-Mg系铝合金。 O
H14
H112 580℃ ≥340 MPa
≥350 MPa
≥340 MPa 温度150℃～170℃ ,保温时间4～6小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥340 温度315℃～335℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥300 温度390℃～410℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥200
5A03 不可热处理强化铝合金,属Al-Mg系铝合金。 O
H14
H112 610℃ ≥235 MPa
≥270 MPa
≥230 MPa 温度260℃～280℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥230 温度360℃～400℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥230 温度390℃～410℃ ,保温时间1～2小时，空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥200
6063 可热处理强化铝合金,属Al-Mg-Si系铝合金。 O
T1
T4
T5
T6
T83
T831
T832 615℃ ≥90 MPa
≥152 MPa
≥172 MPa
≥186 MPa
≥241 MPa
≥255 MPa
≥207 MPa
≥290 MPa
温度350℃～380℃ ,保温时间1～2小时,冷却速度不大于30℃/h,冷却至260℃以下出炉空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥150
温度390℃～415℃,保温时间1～2小时，冷却速度不大于30℃/h,冷却至260℃以下出炉空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥90
温度450℃～490℃,保温时间1～2小时，冷却速度不大于30℃/h,冷却至260℃以下出炉空冷
热处理后抗拉强度
σb (MPa)：≥80
注：1.O状态铝合金退火后的抗拉强度最大值为原始值； 2.保温时间结合一般要求5.3.6条；
