铝型材再结晶退火存在的主要问题

当前，国内铝型材生产实践中，特别是有些大型的老牌企业，退火设备依然采用箱式电阻炉或箱式油、气炉、装炉量大，升温速度慢。在升温过程中，炉料温差大。这对再结晶退火来说，产生了一个比较严重的问题：铝型材温度的可能已经开始再结晶温度，开始再结晶时，较高温度下的炉料，已经完成再结晶，并可能发生二次长大。因此当所有炉料完成再结晶时，处于最先结晶并发生长大的炉料，出现了巨大的再结晶晶粒组织，严重地影响了铝型材的组织性能，特别是对3×××系和某些易发生聚集再结晶的铝型材，最容易出现二次长大的大晶粒组织。

为此，设备制造人员改进炉型结构，合理布局加热气流；增大风压，提高气流速度；调整装料方式，均匀炉内温度场，借以缩小炉料温差，缩小再结晶晶粒尺寸。这能收到一定效果，但不能从根本上解决问题。如航空导管用3A21铝型材?10mm×1mm铝管材、汽车散热器用3A21/3003铝型材小型薄壁管材等采用固定式箱式炉退火，其再结晶晶粒大小和均匀性差异甚大，有的晶粒达5级以上，有的晶粒却只有1级左右，远远满足不了使用要求。

众所周知，要获得细小、均匀的再结晶组织，首先要能在工件内部形成均匀、弥散分布的、大量的再结晶核心，这除了工件应具有适当的冷加工程度外，必须降低加热升温过程中回复的影响，尽可能实现快速加热，提高升温速度；其次，尽可能缩短退火保湿时间，当再结晶一完成工件即出炉冷却，防止晶粒聚集长大，从而获得细小均匀的再结晶组织。

为实现上述目的，不少厂家采用辊底式连续移动式高温加热炉对中、小规格的铝管材、铝型材进行再结晶退火，可获得细小均匀的一级晶粒组织，生产工艺稳定，效果良好，完全满足用户要求。

某设备为一约12～18m长的电阻加热炉，通过炉膛底部的辊套转动，带动均匀地装满工件的料盘，从炉膛穿过。炉膛温度远高于再结晶温度而低于材料熔化温度。料盘进入炉膛，即使速升温至再结晶温度以上，几乎不存在回复阶段和回复效应，开始再结晶形核--长大；当再结晶过程一完成，尚未发生聚集长大时，料盘已载着工件驶出炉膛，退火工艺结束。

该退火工艺中，工件所接受的加热温度与加热时间都是均等的，因此工件之间不存在温差和时间差，也就是说其形核--长大的结晶过程对每一工件以及工件的各部位都是均衡的，故其晶粒度是均匀一致的。

炉内温度和履带的运转速度可方便调整，因此在生产实践中，可根据铝型材性能、规格确定退火温度和在炉内的保温时间，以获得最佳的铝型材组织性能。