Alumīnija un alumīnija sakausējumu termiskās apstrādes laikā bieži rodas dažādas problēmas, piemēram:
-Nepareizs detaļu novietojums: tas var izraisīt daļas deformāciju, kas bieži vien ir saistīta ar nepietiekamu siltuma noņemšanu ar dzesēšanas līdzekli pietiekami ātri, lai sasniegtu vēlamās mehāniskās īpašības.
-Ātra karsēšana: tas var izraisīt termisku deformāciju; pareiza detaļu novietošana palīdz nodrošināt vienmērīgu apkuri.
-Pārkaršana: tas var izraisīt daļēju kušanu vai eitektisko kušanu.
- Virsmas mērogošana/augstas temperatūras oksidēšana.
-Pārmērīga vai nepietiekama novecošanās apstrāde, kas var izraisīt mehānisko īpašību zudumu.
-Laika/temperatūras/rūdīšanas parametru svārstības, kas var izraisīt mehānisko un/vai fizikālo īpašību novirzes starp daļām un partijām.
- Turklāt slikta temperatūras vienmērība, nepietiekams izolācijas laiks un nepietiekama dzesēšana šķīduma termiskās apstrādes laikā var veicināt neatbilstošus rezultātus.
Termiskā apstrāde ir izšķirošs termiskais process alumīnija rūpniecībā, iedziļināsimies plašākās saistītās zināšanās.
1.Pirmapstrāde
Priekšapstrādes procesi, kas uzlabo struktūru un mazina stresu pirms dzēšanas, ir noderīgi, lai samazinātu kropļojumus. Iepriekšēja apstrāde parasti ietver tādus procesus kā sferoidizējoša atkausēšana un stresa mazināšanas atkausēšana, un daži izmanto arī rūdīšanu un atlaidināšanu vai normalizēšanu.
Stresa mazināšanas rūdīšana: Apstrādes laikā var rasties atlikušie spriegumi tādu faktoru dēļ kā apstrādes metodes, instrumenta iesaistīšanās un griešanas ātrums. Šo spriegumu nevienmērīgs sadalījums dzēšanas laikā var izraisīt kropļojumus. Lai mazinātu šīs sekas, ir nepieciešama stresa mazināšanas atkausēšana pirms dzēšanas. Temperatūra stresa mazināšanas atlaidināšanai parasti ir 500–700 °C. Sildot gaisa vidē, tiek izmantota 500-550°C temperatūra ar turēšanas laiku 2-3 stundas, lai novērstu oksidēšanos un dekarbonizāciju. Iekraušanas laikā jāņem vērā daļu deformācija pašsvara dēļ, un citas procedūras ir līdzīgas standarta atkausēšanai.
Iepriekšēja termiskā apstrāde struktūras uzlabošanai: Tas ietver sferoidizējošu atkvēlināšanu, rūdīšanu un atlaidināšanu, normalizējošu apstrādi.
- Sferoidizējošā atkvēlināšana: būtiska oglekļa instrumentu tēraudam un leģētajam instrumentu tēraudam termiskās apstrādes laikā, struktūra, kas iegūta pēc sferoidizācijas atlaidināšanas, būtiski ietekmē deformācijas tendenci rūdīšanas laikā. Pielāgojot pēcatkausēšanas struktūru, var samazināt regulāros kropļojumus dzēšanas laikā.
-Citas pirmapstrādes metodes: Lai samazinātu dzēšanas traucējumus, var izmantot dažādas metodes, piemēram, rūdīšanu un atlaidināšanu, apstrādes normalizēšanu. Izvēloties piemērotas pirmapstrādes metodes, piemēram, rūdīšanu un atlaidināšanu, apstrādes normalizēšanu, pamatojoties uz deformācijas cēloni un detaļas materiālu, var efektīvi samazināt deformāciju. Tomēr ir jāievēro piesardzība attiecībā uz atlikušajiem spriegumiem un cietības palielināšanos pēc rūdīšanas, jo īpaši rūdīšanas un rūdīšanas apstrāde var samazināt izplešanos rūdīšanas laikā tēraudiem, kas satur W un Mn, bet maz ietekmē deformācijas samazināšanu tēraudiem, piemēram, GCr15.
Praktiskajā ražošanā efektīvai ārstēšanai ir svarīgi noteikt dzēšanas kropļojumu cēloni neatkarīgi no tā, vai tas ir saistīts ar atlikušo spriegumu vai sliktu struktūru. Sprieguma mazināšanas rūdīšana jāveic, lai novērstu kropļojumus, ko izraisa atlikušais spriegums, savukārt apstrāde, piemēram, rūdīšana, kas maina struktūru, nav nepieciešama, un otrādi. Tikai tad var sasniegt mērķi samazināt dzēšanas traucējumus, lai samazinātu izmaksas un nodrošinātu kvalitāti.
2. Karsēšanas darbība
Rūdīšanas temperatūra: Dzēšanas temperatūra būtiski ietekmē kropļojumus. Mēs varam sasniegt deformācijas samazināšanas mērķi, pielāgojot rūdīšanas temperatūru, vai arī rezervētā apstrādes pielaide ir tāda pati kā dzesēšanas temperatūra, lai sasniegtu deformācijas samazināšanas mērķi, vai arī saprātīgi izvēlēts un rezervēts apstrādes pielaide un rūdīšanas temperatūra pēc termiskās apstrādes testiem. , lai samazinātu turpmāko apstrādes pielaidi. Rūdīšanas temperatūras ietekme uz rūdīšanas deformāciju ir saistīta ne tikai ar sagatavē izmantoto materiālu, bet arī ar sagataves izmēru un formu. Ja sagataves forma un izmērs ir ļoti atšķirīgi, lai gan sagataves materiāls ir vienāds, rūdīšanas deformācijas tendence ir diezgan atšķirīga, un operatoram ir jāpievērš uzmanība šai situācijai faktiskajā ražošanā.
Dzēšanas turēšanas laiks: Turēšanas laika izvēle ne tikai nodrošina rūpīgu karsēšanu un vēlamās cietības vai mehānisko īpašību sasniegšanu pēc dzēšanas, bet arī ņem vērā tā ietekmi uz deformāciju. Pagarinot dzēšanas turēšanas laiku, būtiski palielinās dzēšanas temperatūra, īpaši izteikti augsta oglekļa un augsta hroma tēraudam.
Iekraušanas metodes: Ja apstrādājamā detaļa karsēšanas laikā tiek novietota nepamatotā formā, tā radīs deformāciju sagataves svara dēļ vai deformāciju sagatavju savstarpējas ekstrūzijas dēļ, vai deformāciju nevienmērīgas sildīšanas un dzesēšanas dēļ pārmērīgas sagatavju salikšanas dēļ.
Sildīšanas metode: Sarežģītas formas un dažāda biezuma sagatavēm, īpaši tām, kurās ir daudz oglekļa un sakausējuma elementu, ļoti svarīgs ir lēns un vienmērīgs sildīšanas process. Bieži vien ir jāizmanto priekšsildīšana, dažreiz ir nepieciešami vairāki priekšsildīšanas cikli. Lielākiem apstrādājamiem priekšmetiem, kas nav efektīvi apstrādāti ar priekšsildīšanu, izmantojot kastes pretestības krāsni ar kontrolētu karsēšanu, var samazināt straujas karsēšanas radītos traucējumus.
3. Dzesēšanas darbība
Dzēšanas deformācijas galvenokārt rodas dzesēšanas procesā. Pareiza dzesēšanas līdzekļa izvēle, prasmīga darbība un katrs dzesēšanas procesa posms tieši ietekmē dzesēšanas deformāciju.
Rūdīšanas līdzekļa izvēle: Nodrošinot vēlamo cietību pēc dzesēšanas, priekšroka jādod maigākiem rūdīšanas līdzekļiem, lai samazinātu kropļojumus. Ieteicams izmantot apsildāmus vannas līdzekļus dzesēšanai (lai atvieglotu iztaisnošanu, kamēr daļa vēl ir karsta) vai pat gaisa dzesēšanai. Vides ar dzesēšanas ātrumu starp ūdeni un eļļu var arī aizstāt ūdens un eļļas dubultās barotnes.
- dzesēšana ar gaisa dzesēšanu: Gaisa dzesēšanas dzesēšana ir efektīva, lai samazinātu ātrgaitas tērauda, hroma veidņu tērauda un gaisa dzesēšanas mikrodeformācijas tērauda dzesēšanas deformācijas. Tēraudam 3Cr2W8V, kuram pēc dzēšanas nav nepieciešama augsta cietība, var izmantot arī gaisa dzesēšanu, lai samazinātu deformāciju, pareizi pielāgojot rūdīšanas temperatūru.
-Eļļas dzesēšana un dzesēšana: eļļa ir rūdīšanas līdzeklis ar daudz mazāku dzesēšanas ātrumu nekā ūdens, bet tiem sagatavēm ar augstu rūdāmību, maziem izmēriem, sarežģītu formu un lielu deformācijas tendenci, eļļas dzesēšanas ātrums ir pārāk augsts, bet sagatavēm ar mazu izmēru, bet slikti rūdāmība, eļļas dzesēšanas ātrums ir nepietiekams. Lai atrisinātu iepriekš minētās pretrunas un pilnībā izmantotu eļļas rūdīšanu, lai samazinātu sagatavju rūdīšanas deformāciju, cilvēki ir pieņēmuši metodes eļļas temperatūras regulēšanai un dzesēšanas temperatūras paaugstināšanai, lai paplašinātu eļļas izmantošanu.
— rūdīšanas eļļas temperatūras maiņa: izmantojot to pašu eļļas temperatūru rūdīšanai, lai samazinātu dzesēšanas deformāciju, joprojām ir šādas problēmas, tas ir, ja eļļas temperatūra ir zema, dzesēšanas deformācija joprojām ir liela, un, ja eļļas temperatūra ir augsta, ir grūti nodrošināt, ka apstrādājamā detaļa pēc cietības dzēšanas. Dažu apstrādājamo detaļu formas un materiāla kopējā ietekmē, palielinot rūdīšanas eļļas temperatūru, var palielināties arī tās deformācija. Tāpēc ir ļoti nepieciešams noteikt rūdīšanas eļļas eļļas temperatūru pēc testa nokārtošanas atbilstoši faktiskajiem sagataves materiāla apstākļiem, šķērsgriezuma izmēram un formai.
Lietojot dzesēšanai karstu eļļu, lai izvairītos no ugunsgrēka, ko izraisa dzēšanas un dzesēšanas izraisīta augsta eļļas temperatūra, eļļas tvertnes tuvumā ir jāaprīko nepieciešamais ugunsdzēšanas aprīkojums. Turklāt regulāri jāpārbauda rūdīšanas eļļas kvalitātes indekss, kā arī savlaicīgi jāpapildina vai jānomaina jauna eļļa.
— Palieliniet dzēšanas temperatūru: Šī metode ir piemērota neliela šķērsgriezuma oglekļa tērauda sagatavēm un nedaudz lielākām leģētā tērauda sagatavēm, kas nevar atbilst cietības prasībām pēc karsēšanas un siltuma saglabāšanas normālā dzesēšanas temperatūrā un eļļas dzēšanas režīmā. Atbilstoši paaugstinot rūdīšanas temperatūru un pēc tam rūdīšanu ar eļļu, var panākt sacietēšanas un deformācijas samazināšanas efektu. Izmantojot šo metodi rūdīšanai, ir jāuzmanās, lai novērstu tādas problēmas kā graudu rupjība, sagataves mehānisko īpašību un kalpošanas laika samazināšanās paaugstinātas rūdīšanas temperatūras dēļ.
— Klasifikācija un ierobežošana: Ja rūdīšanas cietība var atbilst konstrukcijas prasībām, karstās vannas vides klasifikācija un austemperēšana ir pilnībā jāizmanto, lai sasniegtu mērķi samazināt dzesēšanas deformāciju. Šī metode ir efektīva arī zemas rūdāmības, maza profila oglekļa konstrukcijas tēraudam un instrumentu tēraudam, īpaši hromu saturošam prestēraudam un ātrgaitas tērauda sagatavēm ar augstu rūdāmību. Karstās vannas vides klasifikācija un aukstuma dzesēšanas metode ir galvenās šāda veida tērauda dzēšanas metodes. Tāpat tas ir efektīvs arī tiem oglekļa tēraudiem un mazleģētiem konstrukciju tēraudiem, kuriem nav nepieciešama augsta rūdīšanas cietība.
Dzēšot ar karstu vannu, jāpievērš uzmanība šādiem jautājumiem:
Pirmkārt, ja eļļas vannu izmanto šķirošanai un izotermiskai dzēšanai, eļļas temperatūra ir stingri jākontrolē, lai novērstu ugunsgrēka rašanos.
Otrkārt, dzēšot ar nitrātu sāls šķirnēm, nitrātu sāls tvertnei jābūt aprīkotai ar nepieciešamajiem instrumentiem un ūdens dzesēšanas ierīcēm. Lai uzzinātu par citiem piesardzības pasākumiem, lūdzu, skatiet attiecīgo informāciju, un šeit tie netiks atkārtoti.
Treškārt, izotermiskās dzēšanas laikā stingri jākontrolē izotermiskā temperatūra. Augsta vai zema temperatūra neveicina dzesēšanas deformācijas samazināšanos. Turklāt austemperēšanas laikā ir jāizvēlas sagataves piekāršanas metode, lai novērstu deformāciju, ko izraisa sagataves svars.
Ceturtkārt, izmantojot izotermisku vai pakāpenisku rūdīšanu, lai koriģētu sagataves formu, kamēr tā ir karsta, instrumentiem un armatūrai jābūt pilnībā aprīkotai, un darbībai darbības laikā jābūt ātrai. Novērst nelabvēlīgu ietekmi uz sagataves rūdīšanas kvalitāti.
Dzesēšanas darbība: Prasmīga darbība dzesēšanas procesā būtiski ietekmē dzēšanas deformāciju, īpaši, ja tiek izmantoti ūdens vai eļļas dzesēšanas līdzekļi.
-Pareizs rūdīšanas līdzekļa ievades virziens: Parasti simetriski līdzsvarotas vai iegarenas stieņa formas sagataves ir vertikāli rūdītas vidē. Asimetriskas daļas var dzēst leņķī. Pareizā virziena mērķis ir nodrošināt vienmērīgu dzesēšanu visās daļās, vispirms vidē nonākot lēnākiem dzesēšanas apgabaliem, kam seko ātrākas dzesēšanas daļas. Praksē ļoti svarīgi ir ņemt vērā apstrādājamā izstrādājuma formu un tās ietekmi uz dzesēšanas ātrumu.
-Apstrādājamo detaļu pārvietošana rūdīšanas vidē: Lēni dzesēšanas daļām jābūt vērstām pret rūdīšanas līdzekli. Simetriski veidotām sagatavēm ir jāvadās pa līdzsvarotu un vienmērīgu ceļu vidē, saglabājot nelielu amplitūdu un ātru kustību. Plānām un iegarenām sagatavēm stabilitāte rūdīšanas laikā ir ļoti svarīga. Izvairieties no šūpošanās un labākai kontrolei apsveriet iespēju izmantot skavas, nevis stieples iesiešanu.
- Dzēšanas ātrums: Sagataves ātri jārūdzina. Jo īpaši plānām, stieņveida sagatavēm, lēnāks dzēšanas ātrums var izraisīt palielinātu lieces deformāciju un deformācijas atšķirības starp sekcijām, kas rūdītas dažādos laikos.
- Kontrolēta dzesēšana: sagatavēm ar ievērojamām šķērsgriezuma izmēru atšķirībām aizsargājiet ātrāk atdziestošās sekcijas ar tādiem materiāliem kā azbesta virve vai metāla loksnes, lai samazinātu to dzesēšanas ātrumu un panāktu vienmērīgu dzesēšanu.
- Atdzesēšanas laiks ūdenī: sagatavēm, kuras galvenokārt deformējas konstrukcijas spriedzes dēļ, saīsiniet to dzesēšanas laiku ūdenī. Sagatavēm, kuras galvenokārt deformējas termiskās slodzes dēļ, pagariniet to dzesēšanas laiku ūdenī, lai samazinātu rūdīšanas deformāciju.
Rediģēja May Jiang no MAT Aluminium
Izlikšanas laiks: 21. februāris 2024
