铝合金零件热处理变形控制

铝合金零件热处理变形控制

摘要：铝合金的最大优点是其密度约为铁的三分之一。它是一种轻金属材料。良好的导电性和传热性；在空气中具有良好的耐腐蚀性；具有较强的生产、加工

和使用性能。它具有良好的塑性，可以通过冷热交替变形来生产和加工，并通过

热处理来提高其性能。铝合金固溶处理的目的是获得高浓度的过饱和固溶体，以

获得良好的综合物理性能。因此，铝合金被广泛应用于当代航空航天工业的生产

和制造。同时，铝合金在固溶处理过程中会发生变形。相对较大的变形也会增加

后期尺寸调整的工作量和零件的表面质量。因此，本文重点研究了在固溶处理过

程中减少铝合金变形的方法。

关键词：铝合金；零件；热处理；变形控制

1热处理工艺方法

热处理是将产品工件放入特定材料中进行加热、隔热和冷却，并根据工件表

面的成分或内部结构和微观结构，给出或提高工件的性能指标，使其具有所需的

物理、工艺和化学性能。热处理通常不会改变工件形状的整体成分。它可能被安

排到生产和制造过程的原始工艺流程、中间工艺流程和最终工艺流程。它受到产

品工件的原材料、结构类型、使用模式、使用场景和变形程度等因素的影响，同

时受到左右工艺流程的制约。有时，各种热处理方法植根于一些大型、中型、高

精度或特殊要求工件的全过程生产过程。

谈到热处理人们通常会想到四把火：退火、淬火、回火、正火。对于热处理

技术工程师来说，热处理工艺的设计方案、处理方法中的问题以及技术性能的实

现都是他的首要任务。然而，当某一类型的“火”布置在加工工艺的某一阶段时，精通自己专业的加工工艺工人需要掌握产品工件技术标准、原材料、规格、型号

和形状规格、热处理特性以及热处理的实际效果。在此基础上，部署兵力，统筹

合理布局，制定有效可行的工艺路线，确保产品加工质量。此外，工艺路线和热

处理方法的开发还需要专业技术人员考虑课程的本质，追根溯源，梳理生产制造

中的冲突点和问题原因，探索优质、高效、节能的加工思路，把握关键环节，在制造的重要节点上相对高度地结合热处理，并将生产技术和加工技术紧密结合起来，创造出优质的企业产品，创造出符合市场需求的商品，获得更多的经济效益和社会经济效益，促进社会经济的快速发展。

2铝合金零件热处理变形控制措施

2.1大型弦类零件在盐炉中固溶处理的装扎

该部分是某型号的大中型弦式部分，倾角较大。在研发过程中，由于不完全夹紧考虑，零件在固溶处理后发生了很大变形，这增加了后期校准过程的难度。根据连续分析，优化了夹紧方法。铁钎杆分别围绕4个点，铝合金管作为在中间的间距。每块之间的间距为30～35mm。固溶处理后，零件的变形大大减少。从原来的3件生产改为10件生产，既克服了零件热处理的产品质量问题，又提高了工作效率，降低了产品成本。

2.2选择适合的冷却介质

对于铝合金零件在固溶处理过程中快速冷却导致的变形控制，可以通过选择具有不同冷却特性的冷却材料来进行调整。冷却材料包括：水、喷雾、聚合物溶液等。在满足工艺标准的前提下，这种方法可以根据冷却地面应力的降低来减少变形。正确选择用于固溶处理的冷却材料可以有效地减少变形。

1、热处理选用喷雾适用于对冷却速率敏感度低的原材料（如6061铝合金等），可有效减少零件变形，设备成本大，不太经济实用。

2、由于聚合物溶液的浓度值，可以制备聚合物溶液，其可以广泛用作铝合金溶液处理的冷却材料。不同的聚合物浓度可以满足不同铝合金零件的固溶处理和冷却要求。特别适用于加工余量小、精度要求高的零件。

（1）如果一个零件的原材料是2024，那么它不仅是一个机加工零件，也是一个蒙皮零件，并且对机加工余量没有严格的要求。选择高分子（Ukona）作为冷却材料后，零件基本不变形，确保了质量。

（2）由于聚合物使用非常昂贵且产品成本高，因此聚合物冷却后会粘附在零件表面，难以清洁，需要大量冷水。由于工作强度高，节省资源，仅适用于生产过程中的一些精密零件和质量要求高的零件。

（3）作为铝合金固溶处理的冷却材料，水在固溶处理后会导致零件的大变形，这增加了操作的难度系数。然而，生产成本低，并且被广泛使用。

2.3适当工艺方法的应用

1.改善冷热交替工艺技术之间的密切合作，并分配适当的生产工艺。规定冷拉预埋热处理的变形量、预埋粘结量等。

2.改善固溶处理前的热处理工艺。由于铝合金零件冷拉成形过程中产生的地应力，这种地应力也会给固溶处理带来一些变形。为了消除成形过程中产生的地应力，必须对零件进行地应力消除淬火。

2.4热处理变形的调整和补偿

在具体的生产过程中，大中型复杂焊接件、细长筒轴零件在热处理后有规律的热变形。可采用在热处理前对规范进行定期预调整的方法来补偿热处理变形，并可根据道路工艺尺寸对热处理变形进行补偿。例如，可以通过校准量和方向预先控制轴部件校准后由原位应力热处理引起的变形。

2.5零件热处理工艺性能

零件热处理工艺性能是指零件在整个热处理过程中的顺利进行，在零件结构满足性能指标的情况下，有助于确保零件的热处理质量。热处理零件包括粗胚、半成品加工和成品。为了防止过度变形、收缩、偏差、干裂等缺陷，中间工序中容易被忽视的半成品的加工应注意热处理工艺性能，在遵循零件总体设计标准的前提下：“零件截面和厚度应对称，避免倾斜，尽量选择封闭对称结构，选择成分和镶嵌结构。”，在高筒轴产品的热处理和应力消除退火过程中，在内孔和内孔台阶处设计连接弧，并且在两侧的口部处的内圆角和外圆角减小了应力；由于粗胚为实心材料，成品为空腔或预埋件，因此在热处理前应尽可能设计预埋孔和通孔，零件外观应尽可能简单。

2.6热处理工艺的控制要点

热处理工艺技术操作要点如下：1）减少原材料元素对公差分配的危害，同一钢材型号和不同炉号的原材料切割性能在窄范围内波动，以确保热处理后货物的尺寸和形状精度；2）提高热处理工艺和武器的操作水平，选择工艺技术，提高加热、热处理冷却和空气介质均匀性；3）高径比较大的气缸轴零件热处理应采用垂直提升法，热处理时应对称，并应控制其弯曲变形；4）应根据产品类别和技术标准规定热处理取样，但总体标准是针对生产过程中产生的松散零件或少量试件。批量生产时，应提起坯料，并单独提供试件。试件应与零件一起进行所有热处理，所有物理性能试件应具有与所代表零件相同的型号和生产批号；5）热处理前后，可为零件分配探伤工艺流程，以便于及时发现裂纹、焊瘤等缺陷；6）热处理加工人员在制定加工工艺时，应综合考虑前后工艺流程的相关规定。

结论

通常，铝合金零件在固溶处理过程中的变形取决于零件的条件和热处理工艺标准，也取决于热处理操作员。为了减少固溶处理后变形铝合金的变形，有必要考虑铝合金固溶处理的特点，分析生产中变形的原因之一，根据不同的零件采用有效和正确的装配方法，找出危及变形的重要部件，并采取有效的对策，使变形铝合金在固溶处理后的变形量持续减少，保证质量，降低成本，提高效率。

参考文献：

[1]王文霞,等.车架结构焊接变形的工艺研究[J].新技术新工

艺,2018(6):16-18.

[2]陈利华,等.高性能铝合金履带板成形技术研究[J].新技术新工

艺,2020(1):20-25.

[3]刘全军,等.钛合金材料的热处理工艺及控制研究[J].新技术新工

艺,2016(7):69-73.

铝合金零件热处理变形控制

铝合金零件热处理变形控制 摘要：铝合金的最大优点是其密度约为铁的三分之一。它是一种轻金属材料。良好的导电性和传热性；在空气中具有良好的耐腐蚀性；具有较强的生产、加工 和使用性能。它具有良好的塑性，可以通过冷热交替变形来生产和加工，并通过 热处理来提高其性能。铝合金固溶处理的目的是获得高浓度的过饱和固溶体，以 获得良好的综合物理性能。因此，铝合金被广泛应用于当代航空航天工业的生产 和制造。同时，铝合金在固溶处理过程中会发生变形。相对较大的变形也会增加 后期尺寸调整的工作量和零件的表面质量。因此，本文重点研究了在固溶处理过 程中减少铝合金变形的方法。 关键词：铝合金；零件；热处理；变形控制 1热处理工艺方法 热处理是将产品工件放入特定材料中进行加热、隔热和冷却，并根据工件表 面的成分或内部结构和微观结构，给出或提高工件的性能指标，使其具有所需的 物理、工艺和化学性能。热处理通常不会改变工件形状的整体成分。它可能被安 排到生产和制造过程的原始工艺流程、中间工艺流程和最终工艺流程。它受到产 品工件的原材料、结构类型、使用模式、使用场景和变形程度等因素的影响，同 时受到左右工艺流程的制约。有时，各种热处理方法植根于一些大型、中型、高 精度或特殊要求工件的全过程生产过程。 谈到热处理人们通常会想到四把火：退火、淬火、回火、正火。对于热处理 技术工程师来说，热处理工艺的设计方案、处理方法中的问题以及技术性能的实 现都是他的首要任务。然而，当某一类型的“火”布置在加工工艺的某一阶段时，精通自己专业的加工工艺工人需要掌握产品工件技术标准、原材料、规格、型号 和形状规格、热处理特性以及热处理的实际效果。在此基础上，部署兵力，统筹 合理布局，制定有效可行的工艺路线，确保产品加工质量。此外，工艺路线和热 处理方法的开发还需要专业技术人员考虑课程的本质，追根溯源，梳理生产制造

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施 摘要：热处理能改善工件的综合机械机能，但热处理过程引起工件的变形是不 可避免的。任何因素的变化都或多或少地影响工件的变形倾向和形变大小。在热 处理过程中，能够把握工件热处理过程中导致工件变形的主要因素和关键点。通 过分析和实践，改进热处理工艺技术，一定能够在热处理工件的形变问题上得到 突破，制定出合理的技术措施，保证热处理产品的质量和合格率。 关键词：金属材料；热处理；变形原因；防止变形技术 引言 实际工业生产中，仅凭选择材料和成形工艺并不能满足工件所需要的性能， 通过对金属材料进行热处理而获得优良的综合性能是必不可少的。但金属材料的 热处理除改善材料的综合性能的积极作用外，在热处理过程中也不可避免地会产 生或多或少的变形，而这又是工件生产过程中极力消除和避免的。因此，需要找 出工件热处理过程中发生形变的原因，采取技术措施把变形量控制在符合要求范 围内。 1金属材料性能分析 在当前的社会生产生活中，金属材料的应用范围十分的广泛。由于金属材料 具有韧性强、塑性好以及高强度的特点，因此其在诸多行业中均有所应用。当前 常用的金属材料主要包括两种：即多孔金属材料以及纳米金属材料。纳米金属材料：一般情况下，只有物质的尺寸达到了纳米的级别，那么该物质的物理性质和 化学性质均会发生改变。在分析与研究金属材料性能的过程中，主要分析金属材 料的如下两种性能：其一，硬度。一般情况下，金属材料的硬度主要指的是金属 材料的抗击能力。其二，耐久性。耐久性能和腐蚀性是金属材料需要着重考虑的 一对因素。在应用金属材料的过程中不可避免的会受到各种物质的腐蚀，由此就 会导致金属材料出现缝隙等问题。 2金属热处理变形的原因分析 在工业生产过程中，各种金属零件早已成为机械制造的必要部分。在零件的 设计、选材中，对综合性能方面也提出了更高要求。特别是生产过程中，对产品 热处理加工后的品质提出了新要求。但在热处理过程中出现形变等质量问题，一 直是热处理过程中难以克服的。以下就金属材料的热处理变形原因进行简要分析。 2.1金属热处理的内应力塑性变形 金属工件进行热处理时，通常经历加热、保温和冷却三个阶段。由于加热和 冷却的不均匀性，金属组织在固态相变时的不同时等因素，致使工件在热处理过 程中产生一定的内应力。在内应力的作用下，金属工件产生塑性变形。根据应力 产生的不同原因，一般分为热应力塑型变形和组织应力变形。热应力塑型变形是 由于金属工件在加热和冷却过程中，零件的内外温度不一致，致使热胀冷缩的程 度不同产生的。组织应力变形是由于金属工件在热处理时内部组织发生相变的时 间不同而产生的。内应力塑性变形与工件的结构和形状有直接关系，变形具有明 显的方向性，体积变化并不明显。内应力导致工件的塑性变形量与热处理次数成 正比。 2.2金属热处理的比容变形 在热处理过程中，由于金属内部组织的相不同，相变时出现体积、尺寸等微 小变化就是比容变形。比容变形一般与奥氏体中合金元素含量、渗碳体和铁素体 的含量、残余奥氏体的多少以及金属材料本身的淬透性等因素有关。比容变形与

薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究

一、概述 随着现代制造业的发展，铝合金材料在航天航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。薄壁铝合金零件作为其中重要的类别之一，具有重量轻、强度高、导热性好等优点，因此受到了广泛的关注和应用。然而，薄壁铝合金零件在热处理过程中容易发生变形，对其加工及使用性能带来了一定的影响。探索薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺，对提高其加工质量和性能具有重要意义。 二、热处理对薄壁铝合金零件的影响 1. 热处理的作用 薄壁铝合金在热处理过程中会发生晶粒细化、消除应力、提高硬度等作用。热处理可以改善铝合金的力学性能和耐腐蚀性能，提高其整体性能。 2. 热处理引起的变形 然而，薄壁铝合金零件在热处理过程中容易发生变形。主要表现为拉伸、翘曲、翻边等变形，给后续加工和使用带来了一定的困扰。如何控制热处理过程中的变形，成为了当前亟待解决的问题。

目前，针对薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺的研究主要集中在以下几个方面： 1. 工艺优化 通过对热处理工艺参数的优化调整，如回火温度、保温时间、冷却速度等，来控制薄壁铝合金零件的变形，取得了一定的成果。 2. 材料选择 选择合适的铝合金材料，具有良好的热处理性能和变形抗性，可以减少热处理过程中的变形。 3. 模具设计 合理设计热处理模具，对薄壁铝合金零件进行支撑和定位，可以有效减少变形。 然而，目前对于薄壁铝合金零件的热处理变形控制工艺研究还存在许多不足之处，尚未形成系统和完善的工艺方案。

1. 完善工艺方案 进一步深入研究和实验，总结和形成一套完善的薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺方案，为实际生产提供可靠的技术支持。 2. 开展多学科交叉研究 尝试将材料学、机械工程、热处理工艺等多学科知识相结合，寻找更全面、更有效的热处理变形控制方案。 3. 推动产学研深度合作 加强与企业的合作，充分借鉴和应用实际生产中的经验与需求，推动科研成果转化和工艺优化。 通过以上努力，相信在不久的将来，薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺将迎来一次重要的突破和进步，为相关领域的发展做出更大的贡献。五、薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺的研究方法与实验 1. 实验设计

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防

铸造铝合金热处理质量缺陷及其消除与预防铝合金铸件热处理后常见的质量问题有：力学性能不合格、变形、裂纹、过烧等缺陷，对其产生原因和消除与预防方法分述如下。 〔1〕力学性能不合格 通常表现为退火状态伸长率〔6 5〕偏低，淬火或时效处理后强度和伸长率不合格。 其形成的原因有多种：如退火温度偏低、保温时间缺乏，或冷却速度太快;淬火温度偏低、保温时间不够，或冷却速度太慢〔淬火介质温度过高〕；不完全人工时效和完全人工时效温度偏高，或保温时间偏长；合金的化学成分出现偏差等。 消除这种缺陷，可采取以下方法：再次退火，提高加热温度或延长保温时间;提高淬火温度或延长保温时间，降低淬火介质温度；如再次淬火，则要调整其后的时效温度和时间；如成分出现偏差，则要根据具体的偏差元素、偏差量，改变或调整重复热处理的工艺参数等。 〔2〕变形与翘曲 通常在热处理后或随后的机械加工过程中，反映出铸件尺寸、形状的变化。 产生这种缺陷的原因是：加热升温速度或淬火冷却速度太快〔太剧烈〕；淬火温度太高；铸件的设计构造不合理〔如两连接壁的壁厚相差太大，框形构造中加强筋太薄或太细小〕；淬火时工件下水方向不当及装料方法不当等。 消除与预防的方法是：降低升温速度，提高淬火介质温度，或换成冷却速度稍慢的淬火介质，以防止合金产生剩余应力；在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；根据铸件构造、形状选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具；变形量不大的部位，则可在淬火后立即予以矫正。 〔3〕裂纹

表现为淬火后的铸件外表用肉眼可以看到明显的裂纹，或通过荧光检查肉眼看不见的微细裂纹。裂纹多曲折不直并呈暗灰色。 产生裂纹的原因是：加热速度太快，淬火时冷却太快〔淬火温度过高或淬火介质温度过低，或淬火介质冷却速度太快〕；铸件构造设计不合理〔两连接壁壁厚差太大，框形件中间的加强筋太薄或太细小〕；装炉方法不当或下水方向不对;炉温不均匀，使铸件温度不均匀等。 消除与预防的方法是：减慢升温速度或采取等温淬火工艺；提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质；在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包覆石棉等隔热材料；采用专用防开裂的淬火夹具，并选择正确的下水方向。 〔4〕过烧 表现为铸件外表有结瘤，合金的伸长率大大下降。 产生过烧的原因是：合金中的低熔点杂质元素如Cd, Si, Sb等的含量过高;加热不均匀或加热太快；炉局部温度超过合金的过烧温度；测量和控制温度的仪表失灵，使炉实际温度超过仪表指示温度值。 消除与预防的方法是：严格控制低熔点合金元素的含量不超标；以不超过3C/min 的速度缓慢升温；检查和控制炉各区温度不超过±5°C；定期检查和校准温度测控仪表，确保仪表测温、示温、控温准确无误。 (5)外表腐蚀 表现为在铸件的外表出现斑纹或块状等，其色泽与铝合金铸件外表明显不同。 产生这种缺陷的原因是：硝盐液中氯化物含量超标〔＞0.5%〕而对铸件外表〔尤其是疏松、缩孔处〕造成腐蚀；从硝盐槽中取出后没得到充分的清洗，硝盐粘附在铸件外表〔尤其是窄缝隙、不通孔、通道中〕造成腐蚀；硝盐液中混有酸或碱，或者铸件

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略 金属材料热处理是指将金属材料加热到一定温度后，经过一段时间的保温，然后通过 冷却使其达到期望的组织和性能。在热处理过程中，金属材料往往会发生一定的变形，这 会对材料的性能和工作效果产生影响。本文将探讨金属材料热处理变形的影响因素和控制 策略。 1. 温度：温度是影响金属材料热处理变形的重要因素之一。温度过高会使金属材料 的晶粒长大，从而导致材料的塑性降低，容易出现裂纹和变形。温度过低则会使材料的塑 性变得较好，容易出现形变。 2. 保温时间：保温时间是指将金属材料保持在一定温度下的时间。保温时间过长会 使材料的晶粒长大，从而导致变形增加。保温时间过短则可能使材料的组织和性能得不到 充分调整，影响热处理效果。 3. 冷却方式：冷却方式是指将金属材料从加热温度迅速降温的方式。不同的冷却方 式会对金属材料的组织和性能产生不同的影响。快速冷却会使材料产生较大的变形和应力，而慢速冷却则会使材料产生较小的变形和应力。 4. 材料的特性：不同的金属材料具有不同的物理和化学特性，这也会影响热处理变 形的形式和程度。铝和钢的变形特性不同，经过同样的热处理过程后，变形程度也会有所 不同。 针对金属材料热处理变形的问题，可以采取以下一些控制策略： 1. 合理选择热处理工艺：根据材料的特性和要求，选择合适的热处理工艺。对于易 变形的材料，可以选择较高的保温温度和较短的保温时间，以减少变形的发生。 2. 控制热处理过程参数：在热处理过程中，要精确控制温度、保温时间和冷却方式 等参数。可以通过使用先进的自动控制系统来实现精确控制。 3. 采用适当的冷却介质：根据材料的要求和工艺的特点，选择适当的冷却介质。不 同的冷却介质会对材料的变形和性能产生不同的影响。 4. 合理设计热处理工艺：在设计热处理工艺时，要考虑到材料的变形特点和要求。 对于大型零件，可以采用分段热处理和局部加热等方法，以减少变形的发生。 金属材料热处理变形是不可避免的，但可以通过合理选择工艺和控制参数来减少其影响。通过以上的控制策略，可以有效降低金属材料热处理变形带来的负面影响，提高材料 的性能和工作效果。

热处理铝变形的控制

热处理铝变形的掌控 铝的热处理（固溶热处理、淬火和时效）是确保达到所需的机械和腐蚀性能的关键过程。在这些步骤中，淬火可能是全部操作中最关键的。假如淬火太快，性能充足，但零件可能有过度变形或残余应力。这可能导致由于残余应力缩短寿命或导致额外的非增值矫直组件。 铝的典型热处理包含约525°C的溶液热处理，以确保全部溶质都在溶液中。然后，部件通常被淬火成水或聚合物淬火剂。淬火后，零件再进行矫直。假如零件在淬火后不能立刻矫直，则将零件放入零度以下的冰箱中（通常在28°C），以防止由于自然老化而硬化。一旦有充分的时间，就把零件从冰箱里拿出来，让它们变暖到室温。然后对零件进行矫直。零件是自然老化的，取决于合金和所需的回火。 然后，零件在高温（121°C到176°C）下人工老化，以达到所需的最后性能和回火。淬火是铝热处理中关键的一步。淬火的目的是通过快速冷却到室温来保管在溶液热处理温度下形成的固溶体。淬火是过饱和和扩散速率的平衡。假如淬火太快，则性能得到了提高，但零件可能发生变形或翘曲。假如淬火太慢，则会发生过多的晶界沉淀。这除去了溶质的老化，对腐蚀性能有不利的影响。 一般来说，最高的强度和耐蚀性是与最快的淬火速度相关的。然而，在淬火过程中发生的翘曲或变形的数量往往随着冷却速度的加添而加添。一般来说，最佳淬火速率是达到性能的最慢淬火速率。 铝极简单产生变形。在固溶热处理过程中，所使用的温度特别接近液相线温度。这导致在典型的固溶热处理温度下具有很高的塑性和较低的强度。铝除了在高温下强度较差外，还有较大的线膨胀系数。这导致铝在固溶热处理过程中大量生长，在淬火过程中收缩。 假如零件受到管束，那么零件就会产生高应变和应力。假如这些应力超过温度下的屈服强度，那么就可能发生零件的永久凝固，导致零件变形。这说明零件的置位和管束对掌控零件的变形是很紧要的。热处理

零件热处理变形

零件热处理变形 一、引言 零件热处理是一种重要的材料加工技术，它能够改善材料的性能和延长使用寿命。然而，在零件热处理过程中，由于温度和应力的影响，零件可能会发生变形。这种变形会对零件的尺寸和形状造成影响，从而影响其功能和性能。因此，了解零件热处理变形的原因和控制方法对于保证零件质量和稳定性具有重要意义。 二、零件热处理变形原因 1.温度梯度引起的变形 在热处理过程中，由于加热和冷却速度不同，导致不同部位温度存在梯度差异。这种温度梯度会引起材料内部应力分布不均匀，从而导致变形。 2.相变引起的变形 在一些特殊的材料中，在热处理过程中会发生相变现象。相变时产生的体积变化会导致材料产生应力分布不均匀，从而导致变形。 3.机械加工残余应力引起的变形 在机械加工过程中，由于切削和加工等原因，零件内部会产生残余应力。在进行热处理时，残余应力会被释放，从而导致变形。

4.材料的热膨胀引起的变形 在热处理过程中，由于材料温度升高，导致材料发生热膨胀。这种膨 胀会导致材料产生应力分布不均匀，从而导致变形。 三、零件热处理变形控制方法 1.优化加热和冷却方式 在进行零件热处理时，可以通过优化加热和冷却方式来减少温度梯度 的影响。例如，在加热过程中采用均匀加热方式，在冷却过程中采用 缓慢冷却方式等。 2.控制相变过程 在进行特殊材料的热处理时，需要控制相变过程来减少变形。例如， 在进行淬火处理时可以采用间歇淬火或油淬等方式来控制相变速率。 3.预处理机械加工残余应力 在进行零件热处理前，可以通过预处理机械加工残余应力来减少变形。例如，在机械加工后进行热处理前可以进行退火处理来释放残余应力。 4.控制材料的热膨胀 在进行零件热处理时，可以通过控制材料的热膨胀来减少变形。例如，在加热过程中可以采用局部加热或多次加热等方式来控制材料的膨胀。

金属材料热处理变形的影响因素与控制策略

金属材料热处理变形的影响因素与控制 策略 摘要：热处理是金属材料加工的重要环节，其处理的好坏直接关系到金属材 料的加工质量。目前，金属材料在多种因素的作用下会产生形变，从而对其性能 产生一定的影响。所以，对金属材料的变形进行有效的控制就显得尤为重要。本 文重点讨论了金属材料热处理过程中的各种影响因素及控制方法，以期为今后的 发展提供一定的借鉴。 关键词：热处理；金属材料；变形因素；控制策略 引言 采用热处理工艺进行金属材料的加工和制造，可以从根本上改变其化学性质 和物理形态，使其性能得到进一步的提高，满足了经济和社会的需要。由于对热 处理工艺和工作环境的要求很高，因此，在实际应用中，金属材料在热处理过程 中往往会出现一些变形，为了降低发生变形的可能性，提高产品的质量和水平， 必须从当前的发展现状出发，深入研究影响到金属材料的变形原因及其控制策略。 一、金属材料热处理变形的影响因素 （一）热应力引起的变形 热应力作用下的变形主要出现在热应力形成的早期，此时工件的内部处于高 强度的塑性状态。由此，在初始热应力（表面是拉应力，心部是压应力）超出了 钢材的屈服强度，从而产生了塑性变形。 1、加热时产生的热应力引起的变形 在入炉时，工件的表面会受到热量的影响而发生膨胀，随着加热温度的升高，材料的线性膨胀系数也随之增大。

对于热处理变形量小的工件，应首先进行预热，然后逐步升温至更高的温度，以减少加热过程中的热应力。在低温度和低变形的氮化过程中，缓慢的加热往往 是降低变形的一种有效途径。 2、冷却时产生的热应力引起的变形 工件在冷却过程中所引起的热应力大于在加热过程中所引起的热应力。尤其 是在盐水中冷却的碳钢件，由于温度和温度的变化，会产生较大的热应力。 （二）组织应力引起的变形 1、组织应力引起的变形 组织应力导致的变形，是导致材料体积发生改变的重要原因。 由于不同组织的比容，在淬火和冷却时，体积的改变是不可避免的。该变形 特征是，工件的各个部件的大小以相同的速度膨胀或缩小，而不会对工件的外观 产生影响。表1是由于组织的变化，碳钢在淬火和回火后的体积变化。从表中可 以看到，在淬火过程中，最初的组织是球状珠光体向马氏体或下贝氏体的转变， 从而导致了体积的膨胀，而奥氏体则是减少了体积。马氏体在回火过程中发生了 分解，并且体积减小。 表1 碳钢淬火、回火后的体积变化 组织变化体积变化（%） 球状光体→奥氏体-4.64+2.21W C 奥氏体→马氏体+4.64-0.53W C 球状珠光体→马氏体+1.68 W C

铁路机车铝合金制件焊接变形原因及控制预防

铁路机车铝合金制件焊接变形原因及控制预防 铁路机车铝合金制件在生产和维修过程中，焊接是非常重要的工艺，因为铝合金耐腐蚀性好，强度高、重量轻等优点，已经广泛使用于各类铁路机车制件上。但是，焊接过程中往往会发生变形和裂纹，进而影响机车的稳定性和安全性。因此，需要对焊接变形原因及控制预防进行研究。 一、焊接变形原因 1. 焊接过程中温度变化引起的热应力 铝合金的热导率非常高，焊接时局部的高温很快传递到周围，导致局部急剧膨胀，而铝的弹性模量比较低，结构组织的变形能力有限，当冷却时恢复不了原来的形状，造成永久性变形。 2. 焊接过程中焊接位置的限制，阻碍了材料自由膨胀和收缩 焊接部位及其周围的限制，阻碍了焊接位置周围的膨胀和收缩，形成一定的约束力，使得焊接部位在冷却后产生变形。例如，在对称焊接时，两侧的膨胀和收缩力完全相反，会产生受力不平衡的情况，从而导致变形。 3. 焊接过程中材料自身的性质 铝合金焊接后，由于材料本身的热膨胀系数较高，当温度下降时，自然会产生变形。此外，还受到材料成分、结晶粒度和机械性能等因素的影响。 二、焊接变形控制预防方法 1. 在焊接中采用预应力调整焊接位移 在焊接过程中，适当的预应力可调整焊接位移，以达到控制焊接变形的目的。例如，在T形接头中，可以将翼片部分约束，在翼片焊接后让受力自由膨胀。另外，也可采用夹具来控制受力。 2. 采用预热技术控制焊接变形 采用预热技术通常可在焊接过程中减少热应力，可以将焊接部分加热到一定温度，以减少热效应。但需要注意的是，预热温度应该恰当，在预热过程中应避免过渡加热和过度保温。 铝合金焊接后，通常会翘曲，而利用翘曲补偿法可以减小焊接变形。例如，在板料焊接中，可以在板料的中心处加上一根锁紧棒，在下料后进行加工，减少焊接变形。 4. 实施后热处理控制焊接变形

铝合金热加工处理工艺及原理科普

铝合金热加工处理工艺及原理科普 铝合金在高温下塑性高、抗力小、原子扩散过程加剧，热变形过程中伴随着回复再结晶，有利于改善合金组织。 热变形主要对材料有如下影响：热变形过程中，金属内部的晶粒、杂质和第二相及各种缺陷将沿最大延伸主变形方向被拉长，组织拉长方向的强度一般高于其它方向的强度，材料表现出不同程度的各向异性。 此外，热变形时也可能同时产生变形织构及再结晶结构，它们也会使材料出现方向性及不均匀性。 热变形过程中硬化和软化过程是同时发生的。变形破碎了粗大的柱状晶粒，使材料的组织成为较为细小的变形晶粒，加工硬化与动态回复再结晶机制同时起作用。 由于原子在高温作用下热运动加强，在应力作用下，由于原子发生自由扩散和互扩散，使铸锭化学成分的不均匀性相对减少，还能使某些微小的裂纹得以愈合。 铝合金在高温变形时，加工硬化特征与变形温度及变形速度有关，加工温度越高，变形速度越慢，则加工硬化值越小。 铝及铝合金具有较高的堆垛层错能，扩展位错较窄，极易发生动态回复形成亚晶组织，变形温度高且变形速度快时，所形成的亚晶粒尺寸较小。 若变形后快冷，再结晶过程可能被抑制，高温变形时形成的亚晶会保留下来，合金的强度与亚晶粒尺寸有关，这种强化称为亚结构强化或亚晶强化。 可能的动态回复机制主要有：1）刃型位错攀移；2）螺型位错的交滑移；3）钉扎位错脱钉及三维位错网络的脱缠；4）滑动螺型位错上刃型割阶的非守恒运动。 宏观上，动态回复材料的应力一应变曲线表现为流变应力达到一稳态值。亚结构主要产生于铝合金热变形过程中的动态回复阶段，随着变形程度的增大，晶粒被拉长，但亚结构仍为等轴的亚晶粒。 铝合金热加工过程是一个极其复杂的高温、动态、瞬时过程，在高温变形中会经历加工硬化、动态回复或动态再结晶等过程，各种变形机制共同作用决定着铝合金的高温变形特点，实际生产中工艺参数的优化非常复杂。 铝合金热变形工艺——铝合金板带材热轧。一般工业用高强铝合金轧制板、带材（厚度为600mm的板材）,不适用于深冲等极端冷成形方式，因为自身的延展性的限制，故热轧是一种相对优良的工艺方法。 铝合金板带材热轧是指在所轧制合金的再结晶温度以上的轧制。 热轧充分利用合金的高温塑性，在一定高的温度范围内，将轧件轧到所需厚度，并获得适当的力学性能。 在热轧过程中，硬化和软化现象同时存在，由于变形速度的影响，当回复和再结晶软化过程来不及进行时，随着变形程度的增加合金发生加工硬化。 通常在热轧时软化过程起主导的作用，当轧制温度降低时，金属加工硬化才逐渐增大。 热轧变形能够显著降低生产中的能量消耗；改善合金的加工性能，并且提高了生产效率。其缺点也比较明显：1）热轧的产品尺寸难以控制，精度较差；2）热轧的产品性能波动较大；3）铝合金热轧板带材产品表面质量较差，因为易产生金属氧化、粘铝等问题。 热轧前的对于铸锭的准备也非常重要，大概包括以下几点： 均匀化处理：由于半连续铸造的冷却速度高，固相中的扩散过程发生困难，易引起不均匀结晶。其结果会形成铸锭中成分和组织的不均匀，即晶内偏析，使铸锭塑性大大降低，因此在

薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究

薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研 究 摘要：薄壁铝合金的热处理参数均有完整的手册、技术数据等资料可以参考，而且参数准确完整，但是就热处理操作过程而言，可参考的文献非常少，尤其是 各单位的产品特点、设备及加工特性、工艺设计习惯等都各不相同，这些方面的 影响使得在具体零件热处理的操作中有一定区别，甚至某些方面相差甚远，它受 经验因素影响较大，而这部分经验有别于理论研究，没有成熟的资料可以借鉴， 往往是在生产实际和某种特定产品反复生产实践中总结归纳获得的。 关键词：薄壁铝合金零件热处理变形控制工艺研究 前言：大型薄壁结构零件具有结构紧凑、节省材料、重量较轻等优良特性， 能够有效减轻整体结构的质量，近年来越来越广泛地应用于航空航天领域。然而，薄壁结构零件由于壁薄、刚度较低等特点，在加工过程中受到初始残余应力、切 削力、装夹条件等因素的作用极易产生加工变形，严重影响薄壁零件的尺寸精度 与使用性能。因此，针对大型薄壁结构零件的加工变形进行合理的分析预测，研 究影响加工变形的主要因素，为制定适当的变形控制措施提供参考，具有重要的 理论价值和实际意义。 一、国内薄壁件加工变形研究现状 由于薄壁结构件在航空航天工业中的重要作用，国外对于薄壁结构件加工变 形以及变形控制问题非常重视，在这方面的研究起步较早，并进行了大量的分析 研究工作。针对弱刚度零件的加工变形预测方法与补偿矫正技术进行研究，将神 经网络方法和遗传算法相结合，建立切削力的动态模型，并将切削力载荷加载到 铣削过程的有限元模型当中，很好地预测了铣削加工过程中薄壁件的加工变形； 同时，结合以上方法预测出的加工变形结果，在分析残余应力释放对加工变形的 影响方面，对包括剪切带长度、切削刃形状、切削深度以及刀具磨损量这四种变

减少铝合金零件加工变形的途径

在飞机结构中，为了减轻重量，采用了大量的铝合金材料的薄壁零件，由于铝合金零件材料热膨胀系数较大，薄壁加工过程中很容易变形。尤其是在采用自由锻毛坯时，加工余量大，变形问题更为突出。 1.加工变形的原因 铝合金零件加工变形的原因很多，与材质、零件形状、生产条件等都有关系。主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。 2.减少加工变形的工艺措施 （1）降低毛坯的内应力采用自然或人工时效以及振动处理，均可部分消除毛坯的内应力。预先加工也是行之有效的工艺方法。对肥头大耳的毛坯，由于余量大，故加工后变形也大。若预先加工掉毛坯的多余部分，缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的加工变形，而且预先加工后放置一段时间，还可以释放一部分内应力。 （2）改善刀具的切削能力刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响，正确选择刀具，对减少零件加工变形至关重要。 ①合理选择刀具几何参数。前角：在保持刀刃强度的条件下，前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形，使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。切忌使用负前角刀具。 后角：后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的重要条件。

粗铣时，由于进给量大，切削负荷重，发热量大，要求刀具散热条件好，因此，后角应选择小一些。精铣时，要求刃口锋利，减轻后刀面与加工表面的摩擦，减小弹性变形，因此，后角应选择大一些。 螺旋角：为使铣削平稳，降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。 主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使加工区的平均温度下降。 ②改善刀具结构。减少铣刀齿数，加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大，加工中切削变形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。例如，φ20mm以下的铣刀采用两个刀齿；φ30——φ60mm的铣刀采用三个刀齿较好，以避免因切屑堵塞而引起薄壁铝合金零件的变形。 精磨刀齿：刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样，不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。 严格控制刀具的磨损标准：刀具磨损后，工件表面粗糙度值增加，切削温度上升，工件变形随之增加。因此，除选用耐磨性好的刀具材料外，刀具磨损标准不应该大于0.2mm，否则容易产生积屑瘤。切削时，工件的温度一般不要超过100℃，以防止变形。 ③改善工件的夹装方法。对于刚性较差的薄壁铝合金工件，可以采用以下的夹装方法，以减少变形：

铝合金构件的变形矫正方法大全

铝合金构件的变形矫正方法大全，附有实例 目前铝合金在产品加工制造行业被广泛应用。铝合金产品在加工制造过程中由于受到外力或焊接应力的影响，通常会产生一定程度的变形，这些变形通常都要进行矫正，而使其符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的原理都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。在生产实际过程中普遍应用的矫正方法，主要有机械矫正、手工矫正和火焰矫正，因此要针对产品不同的结构和变形程度合理选择最佳的矫正方法，以获得最佳的矫正效果。 铝合金构件变形的原因 （1）原材料在加工过程中产生的变形由于原材料在挤压生产过程中产生的残余应力而引起的变形。如：挤压过程中冷却速度不一致、挤压设备调试失常等。 （2）在产品制造过程中产生的变形主要原因是外力影响。如剪切过程中产生的剪切挤压应力、热切割过程中热胀冷缩产生的收缩应力等。 （3）焊接过程中产生的变形主要原因是焊缝周围产生的横向和纵向收缩应力，通常称为焊接应力引起的变形。 （4）构件变形的实质不论构件发生何种变形，其主要原因都是由于其内部存在不同程度和不同形式的残余应力，使其结构组织中一部分纤维变长受到周围的压应力，另一部分纤维变短受到周围的拉应力，从而造成了金属材料的变形。 矫正原理及常用方法 矫正的原理就是通过外力或局部加热，使得较长的纤维缩短，较短的纤维伸长，最后使得各层的纤维长度趋于一致，或达到我们要求的纤维长度，从而消除变形或使变形减少到规定的范围之内。 各种矫正方法在现场使用过程中要根据其构件结构特点、变形形式、工件大小等不同情况做相应的选择，必要时还需采取多种矫正形式相结合的综合矫正法。其中火焰矫正是应用最为广泛的一种方法，其对于大型构件和自身强度较大构件的变形矫正效果最好，

铝合金零件加工变形的解决方法

铝合金零件加工变形的解决方法 摘要:本文主要介绍了铝合金机械的加工变形原因,提出了解决铝合金零件机 械加工变形问题的基本方法。以作者的工作及实践经验,介绍了这些方法在实际 机械加工中的应用。 关键字:铝合金型材;加工时变形;残余应力;切削热;切削用量;加工夹具的变 形和回弹 0 引言 在机械加工中,影响铝合金零件变形主要有以下三个因素:毛坯残余应力的释放、由切削热与切削力所引起的变形、对工件的装夹变形和回弹。要解决铝合金 的加工变形问题,就必须针对以上各个因素制定相应的加工方法,并安排合适的加 工工艺方案。 1 铝合金加工变形的解决方法 1.1铝合金加工变形的解决方法 1.11利用最先进的加工技术解决了铝合金的加工变形 新型的机械加工方法,与传统的机械加工方法相比较而言,更能高效的处理零 件加工过程中的切削力、磨削热,以及刀具的装夹变形和回弹等的问题。下面列 出了一些先进的加工方法。 ①高速切割技术。②电流变(ER)技术。③激光制造技术。④水射流制造技术。 ⑤超音波生产技术。⑥离子束生产技术。⑦等离子生产技术。⑧线切割生产技术。 1.12使用金属切削工具处理铝合金的加工过程 与黑色金属相比较,铝合金材料在切削过程中产生的切削力相对较小,因此可 以采用较大的切削速度,但很容易粘上刀、形成积屑瘤,由于铝合金材料的导热系

数较高,在切削时由切屑和零件导出的热量都较多,且切削区温度也较低,所以虽然刀具耐用度较高,但由于零件本身的温升也相对较快,很容易引起变形的产生。因此,通过选用合适的刀具材料,在原刀具材料的基础上选用合适的刀具角度,并提高刀具表面的粗糙度的要求,对降低切削力和切削热十分有效。 1.13利用热处理解决相合金的加工变形 解决铝合金型材加工应力问题的热处理方式,一般为去内部应力退火、再结品退火、均匀性退火及时效。 1.14利用冷处理解决铝合金的加工变形 解决铝合金加热变形问题的冷处理技术,只要有振动时效和人工冷校形。由于冷处理工艺节能、制造周期复、制造代价小,所以在制造流程中使用最广泛。 1.2机械加工中应用实例 1.2.1铝合金硬铝板材 铝合金硬铝板料在轧制后的表面产生压应力,而中心部呈拉应力状态。如对板料进行表面切削加工,则由于板料表面的拉应力的变化,则可能引起零件翘曲。而对于设计精度要求不高的零件(例如垫板、支撑板),也可采用不需加热处理的较简单方法。即在板料加工余量一定的情况下,采用上下平面去除余量均等的原则,在上平面去除δ厚度的余量,然后翻面重新装夹,再去除另一面δ厚度的余量,在加工时采用先粗加工去除较大的余量,然后梯次减小的原则。在总加工余量为一定的情况下,若每次加工的余量越小,反转的次数也越多,则工件加工后变形就越小,在加工过程中如果利用热切削液进行冷却,在粗加工后进行自然时效,再进行精加工能更有效地控制变形。 实例1:零件由铝型材加工补充后制造而成。但因为零件直径比较长,切削的余量也很大,因此容易造成零部件扭曲。 ①在铣削工艺中:加工沟深度,保证六。但由于加工沟的深度很高,因此需要分多次铣削,以减少加工余量。在铣削的同时也要注意铣削工件的上刀角度,以减