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　　近年來，隨著科技日新月異的快速發展，鋁型材在工業上的應用日益廣泛，給鋁材行業提供了更大更廣闊的市場空間。軌道交通、建筑鋁模板、平板電腦等產品上大量使用鋁型材，都是近年來鋁型材市場的熱點。因這些終端產品的性能和外觀質量要求非常高，以及數控加工技術的普及應用，使得對鋁型材的要求越來越高。主要表現在：1、尺寸精度越來越嚴格，否則無法進行數控加工，更無法滿足產品的最終使用要求;2、力學性能越來越高;3、外觀質量越來越嚴格。然而，要同時滿足以上三方面要素，生產工藝之間又存在著相互矛盾，尤其是淬火環節。因為要達到高的力學性能，必須要有足夠快的冷卻（詞條“冷卻”由行業大百科提供）速度。而冷卻速度越快，型材的殘余應力殘余變量就越大，型材就越容易變形，尺寸精度無法保證。如果降低冷卻速度，對減少型材變形是有幫助，但型材性能就有可能會降低，甚至達不到標準要求。所以，要同時滿足以上三方面的要素，在線淬火環節必須滿足以下的條件：1、具備滿足各種合金淬火敏感性的冷卻速度，該點主要解決型材性能問題;2、具備滿足各種不同截面形狀所需要的冷卻強度（詞條“強度”由行業大百科提供）的差異性調節，該點主要解決型材的冷卻變形問題。

　　一、在線淬火的常用冷卻形式

　　目前，主要的冷卻形式有風冷、霧冷、風霧混合冷卻、噴淋冷卻、駐波水冷、過水槽冷卻，還有液氮冷卻。

　　1、風冷

　　風冷的冷卻速度相對較弱，能耗比較高，使用成本也高，而且熱風幾乎都擴散到車間里面，造成工作環境溫度高。但風冷對型材變形量的影響最小，不會產生水冷可能出現的水斑。風冷通常適用于6063、6060等淬火敏感性較低的合金型材、板材、管材，和部分薄壁(5mm以內)6061、6005、6082等合金的型材、板材和管材。

　　2、霧冷

　　霧與高溫型材接觸時，瞬間汽化，變成水蒸氣，水蒸氣將霧和型材表面隔開，造成霧與型材表面接觸困難，冷卻效果比較差，所以通常霧冷不適合單獨使用。

　　3、風霧混合冷卻

　　因風冷和霧冷存在的不足，風霧混合冷卻成為很好的冷卻方式。風霧混合冷卻的冷卻速度比風冷和霧冷都要大，但能耗又比風冷要低，熱量擴散到車間里面較少。而且型材變形量又比水冷的要小，不會產生水冷可能出現的水斑。所以風霧混合冷卻大量用于6063、6060等淬火敏感性較低的合金型材、板材、管材，和部分中薄壁(10mm以內)6061、6005、6082等合金的型材、板材和管材。

　　4、噴淋冷卻

　　噴淋冷卻是通過高壓泵將水輸送到各路扇形噴嘴，形成高壓的扇形水流噴淋到型材上進行冷卻。噴淋冷卻的特點是冷卻速度非常強(比傳統的過水槽還要強)，可調節的范圍非常大，與擠壓機的聯動控制非常靈活，對異型材的冷卻是最好的選擇。在減少型材變形方面有絕對優勢，可以根據型材截面的差異進行調節，壁厚薄的位置水量水壓調小，壁厚厚的位置水量水壓調大，讓同一截面的不同位置在同一時間冷卻到同樣的溫度，這樣就能有效減少型材周向的變形。當完成一個擠壓周期時，在取得擠壓機的停機信號后，可實現分段延時關停噴淋冷卻;在取得擠壓機的擠壓信號后，可實現分段延時開啟噴淋冷卻，讓同一根型材縱向的不同位置的有效冷卻時間基本一致，這樣就能有效減少型材縱向的變形。但能耗比傳統的過水槽要高，可能會出現的水斑。通常適用于厚壁6063、6060、6061、6005、6082等合金的型材、板材、管材和棒材。

　　5、駐波水冷(又稱堆水)

　　駐波水冷是縱向兩則有固定圍板，兩端靠水的壓力形成水墻，將水阻擋在里面，到一定的高度后達到平衡，水墻內形成滾動水槽，型材穿過水槽進行冷卻。駐波水冷的冷卻強度比較高，特別適合管材、棒材的在線淬火。如果每根棒都要牽引機到擠壓機口進行牽引的，該種形式是最好的。但駐波水冷不能進行周向方向性調節，所以對異型材進行冷卻時，變形量會比較嚴重。而且能耗也比較高。

　　6、過水槽冷卻

　　過水槽冷卻是縱向用固定圍板、兩端用活動圍板組成一個水槽，用低壓水泵往水槽注水，型材穿過水槽進行冷卻。過水槽冷卻時，水與高溫型材的表面接觸，瞬間形成水汽膜，水汽膜將型材表面和冷卻水隔開。由于水槽的水流動速度不大，水不能及時沖破水汽膜，所以造成冷卻速度不如噴淋冷卻和駐波冷卻的強。過水槽冷卻不能進行周向方向性調節，所以對異型材進行冷卻時，變形量會比較嚴重，但能耗也比較低。適合管材、棒材、板材的淬火，選擇該冷卻形式牽引機不能到擠壓機口牽引。

　　7、液氮冷卻

　　液氮冷卻是將液氮降壓后通過管道直接噴到模具出口處，將型材冷卻。該冷卻形式對提高產品的表面質量有幫助，但由于使用成本過高，應用較少。

　　實際應用中，要根據每臺擠壓機主要生產何種產品來選擇何種形式的冷卻方式，通常是一臺擠壓機上配置的淬火裝置是由多種冷卻方式組成。

　　二、設計在線淬火主要考慮因素

　　為使擠壓鋁型材在線淬火達到較理想的效果，必須綜合以下幾方面因素考慮：

　　1、足夠的冷卻速度，足夠的冷卻速度是在線淬火的必備條件。只有足夠的冷卻速度，才能確保過飽和固溶體被固定下來不分解，防止強化相析出，才能保證型材淬火時效后的力學性能達到最佳水平。要達到足夠的冷卻速度，就要配置合理的冷卻源、冷卻長度以及冷卻密度。冷卻源就是指風機、水泵以及相應的冷卻介質，冷卻長度就是指風口、噴管或水槽的長度，冷卻密度就是指風口或噴頭的分布密度。而這三方面都要根據該生產線所生產型材的最大線密度、不同合金的淬火對冷卻速度敏感性強弱以及擠壓出材的速度綜合計算來確定。所生產的型材線密度越大、合金的淬火對冷卻速度敏感性越強、擠出速度越快，所要配置的風機和水泵越大，風口和噴頭的長度就要越長，數量就要越多，用水作介質的水溫就要越低。當低溫的水都滿足不了冷卻速度的情況下，還可以在水中加入不同的溶劑（詞條“溶劑”由行業大百科提供）來調節水的冷卻能力。比如聚乙醇，通過調節聚乙醇水溶液的濃度來控制冷卻速度。

　　2、如何使型材整體(型材截面的徑向和型材的縱向)冷卻速度保持基本一致。只有冷卻速度基本一致，才能確保型材淬火效果基本一致，從而保證型材性能的均勻性，有效減少型材的變形和彎扭。要保證型材截面徑向的冷卻速度一致，就要保證截面徑向冷卻強度能夠根據型材截面結構情況、壁厚的厚薄進行調節。比如壁厚較厚的一側需要冷卻強度高，壁厚較薄的一側則需要冷卻強度低些，這樣就可使得型材截面同一時間內冷卻到相同的溫度。而要保證型材縱向的淬火強度一致，就要保證縱向上所受的冷卻時間一致，也就是縱向上每部分通過淬火區的有效時間一致。

　　3、如何適應不同型材截面寬高比的變化。特別中大型擠壓機所生產的型材截面寬高比變化非常大，當生產板材時，寬高比可能達到100:1以上，而生產管材或棒材時，寬高比可能是1:1。在這么大的寬高比變化情況下，如何保證型材上下左右各個表面與風口和噴頭之間的距離合適，從而保證有效的冷卻速度和減少能耗。

　　4、如何使裝置的操作性比較強，能方便操作人員進行調節控制。

　　5、在滿足以上四點的前提下，如何有效降低運行的成本。

　　三、兩種最具代表性的在線淬火系統

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