鋁合金的論文論文題目：鋁合金線材的制備及熱處理工藝研究摘要：本研究旨在探討中強度鋁合金線材的熱處理工藝，通過調(diào)整加工流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率并降低成本。對比分析了熱處理工藝對中強度鋁合金線材性能的影響，并確定了最佳熱處理方案。中強度鋁合金絞線在輸電導(dǎo)線領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，具有節(jié)能、抗微風(fēng)振動等優(yōu)勢。6000系鋁合金作為典型的熱處理強化型鋁合金，因其高比強度和輕質(zhì)特性而在導(dǎo)線制造中得到廣泛應(yīng)用。本研究聚焦于6101鋁合金的熱處理工藝，通過調(diào)整加工流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率并降低成本。對不同熱處理工藝進行了對比分析，旨在為中強度鋁合金線材的應(yīng)用提供參考依據(jù)。1.鋁合金線材加工流程傳統(tǒng)的鋁合金線材加工流程如圖1所示：首先將T4狀態(tài)的直徑為9.5mm的鋁合金桿進行拉拔加工，以獲得不同規(guī)格的線材；隨后，將線材送往熱處理車間進行時效處理；經(jīng)過時效處理后再進行取樣檢測，合格后方可流轉(zhuǎn)到下一工序（絞線）。傳統(tǒng)工藝流程存在質(zhì)量控制點多、工序流轉(zhuǎn)時間長、熱處理時間長、轉(zhuǎn)運次數(shù)多、易造成線材卡碰傷等問題，需要耗費大量人力和物力。針對傳統(tǒng)工藝的缺點，設(shè)計了新的工藝流程：首先對T4狀態(tài)的直徑為9.5mm的鋁合金桿進行熱處理，經(jīng)過調(diào)整后可獲得滿足不同線徑規(guī)格的線材，并具備綜合的力學(xué)性能和電性能；經(jīng)過熱處理的鋁桿檢測合格后，流轉(zhuǎn)到下一工序（拉絲）；再將經(jīng)過熱處理的鋁桿進行線材拉拔，獲得要求的線材規(guī)格；線材性能檢測合格后，方可流轉(zhuǎn)到下一工序（絞線）。對比兩種工藝流程可發(fā)現(xiàn)，新工藝減少了2次搬運和1次浸油工序。在操作上，與直接加工線材相比，熱處理時的鋁桿更易于裝爐和吊裝，節(jié)省了人力。2.工藝改進試驗所用原材料為T4狀態(tài)下直徑為9.5mm的AA6101中強度鋁合金桿，其成分見表1。鋁合金線材的技術(shù)指標包括直徑為3.94mm、抗拉強度≥240MPa、伸長率≥3.5%、電導(dǎo)率≥33.93MS/m。根據(jù)拉拔加工的技術(shù)特點，確定了熱處理后鋁桿的性能指標為抗拉強度≥190MPa、伸長率≥7%（250mm標距）、電導(dǎo)率為34.10MS/m。不同狀態(tài)下鋁桿的性能見表2?？梢姡ㄟ^時效處理可以提升鋁合金桿的抗拉強度，提升幅度為22～31MPa。在相同的時效時間下，隨著時效溫度的升高，抗拉強度呈下降趨勢。這可能是因為時效溫度過高導(dǎo)致鋁合金桿發(fā)生過時效現(xiàn)象。并且3個批次的鋁桿經(jīng)過熱處理后的性能變化趨勢相似。時效處理明顯降低了鋁合金桿的伸長率，降低了25%～38%，但隨著時效溫度的升高，伸長率保持不變或略有提高。時效處理對伸長率有明顯的不良影響。通過時效處理可以明顯提升鋁合金桿的電導(dǎo)率，提升了2.48～2.58MS/m，在相同的時效時間下，隨著時效溫度的升高，電導(dǎo)率緩慢上升。綜上所述，最終選定的熱處理工藝為205℃×6h。3.拉絲驗證及分析拉絲工藝與拉制T4狀態(tài)鋁桿的工藝相同。通過現(xiàn)場跟蹤，及拉絲操作者反饋，拉絲過程中非常順利。鋁桿浸油情況良好，未發(fā)生斷絲現(xiàn)象。線材表面質(zhì)量良好并且表面附著一層油膜。兩種不同方法獲得的3.94mm線材性能見表3?？梢钥闯?，現(xiàn)行熱處理方案可滿足標準要求，但是抗拉強度指標剛剛達到標準要求的下限并且偶有不合格現(xiàn)象出現(xiàn)。從表3可知，該工藝路線方案獲得的產(chǎn)品性能均能很好的滿足標準要求。分析表3可知，在滿足標準要求的前提下，205℃×2h熱處理時合金在強度和電導(dǎo)率方面均優(yōu)于傳統(tǒng)方法(176℃×10h)，綜合3項指標在下一道工序或最終產(chǎn)品的使用性能考慮，新工藝路線獲得的線材性能更有利于后續(xù)加工及最終產(chǎn)品的使用性能。采用意大利普洛佩茲連鑄連軋生產(chǎn)線進行了300組AA6101鋁合金桿試生產(chǎn)，力學(xué)性能和電導(dǎo)率見圖2。由圖2a可以看出，熱處理后鋁桿的抗拉強度主要分布范圍為246～256MPa，伸長率為4.3%～6.0%，電導(dǎo)率為34.08～34.49MS/m，均能滿足3.94mm線材使用要求，合格率達到100%。線材熱處理10h，鋁桿熱處理6h?？梢怨?jié)省4h;線材取樣時間節(jié)省2h。轉(zhuǎn)運(吊裝、搬運)時間5h;浸油時間1h。鋁桿加工成合格的線材，累計節(jié)省時間12h左右，主要節(jié)省在熱處理環(huán)節(jié)(每18～20t鋁線材生產(chǎn)周期)。在保證質(zhì)量的前提下，改善了兩項指標，即強度指標和電導(dǎo)率指標分別達到250MPa和34.22MS/m。伸長率略有降低，但仍能滿足標準要求。整體合格率也有一定提高。轉(zhuǎn)序過程中的搬運減少、裝爐鋁桿和裝線材可以減輕勞動強度，降低人力、物力，節(jié)約成本。由于線材熱處理后表面干澀，絞線過程中易造成磨損及劃傷，所以熱處理后的線材應(yīng)該浸油。鋁桿拉制線材過程中，浸在拉絲油中。半成品線材表面有一層油膜，所以不用線材浸油。4.結(jié)論通過調(diào)整中強度鋁合金時效工藝路線方案，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率的同時也提高了性能。此外，產(chǎn)品整體合格率也有較大提高。參考文獻[1]陳保安，韓鈺，陳新，等.中強度鋁合金導(dǎo)線概述[J].熱加工工藝，2015(18):6-8.[2]劉聯(lián)