Valetut alumiiniosat ovat yleisesti käytetty materiaali teollisessa tuotannossa, jota käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin ilmailu, autoteollisuus ja rakentaminen. Kuitenkin valetut alumiiniosat vaativat usein lämpökäsittelyä tuotantoprosessin aikana. Joten miksi alumiiniavalutarvitseeko lämpökäsittelyä?
1, Valettujen alumiiniosien lämpökäsittelyn merkitys
Valetun alumiiniseoksen metallografinen rakenne on karkeampi kuin deformoituneen alumiiniseoksen, joten se eroaa myös lämpökäsittelyn aikana. Ensin mainitulla on pidempi eristysaika, yleensä yli 2 tuntia, kun taas jälkimmäisellä on lyhyempi eristysaika, jotkut tarvitsevat vain muutaman kymmenen minuutin. Koska metallimuottivalulla, matalapainevalulla, matalapainevalulla ja paine-erovalulla valmistetut valukappaleet jähmettyvät suhteellisen korkeilla jäähdytysnopeuksilla ja paineilla. Sen kiderakenne on paljon hienompi kuin kipsivalulla ja hiekkavalulla valmistettujen valukappaleiden, joten sen lämpökäsittelyn eristysaika on myös paljon lyhyempi. Toinen ero valetun alumiiniseoksen ja deformoituneen alumiiniseoksen välillä on seinämän epätasainen paksuus, monimutkaiset rakenteelliset muodot, kuten epäsäännölliset poikkileikkaukset tai sisäiset kanavat. Sen varmistamiseksi, ettei lämpökäsittelyn aikana tapahdu muodonmuutoksia tai halkeamia, erityisiä kiinnikkeitä on joskus suunniteltu suojaamaan, ja sammutusaineen lämpötila on myös korkeampi kuin epämuodostuneen alumiiniseoksen lämpötila. Siksi keinotekoista vanhentamista käytetään yleensä lämpökäsittelysyklin lyhentämiseen ja valukappaleiden suorituskyvyn parantamiseen.
Valu alumiiniseosten lämpökäsittelyn tarkoituksena on parantaa mekaanisia ominaisuuksia ja korroosionkestävyyttä, stabiloida mittoja ja parantaa prosessin suorituskykyä, kuten työstettävyyttä ja hitsattavuutta. Koska useiden valualumiiniseosten mekaaniset ominaisuudet eivät täytä käyttövaatimuksia lukuun ottamatta Al Si -pohjaisia ZL102-, Al Mg -pohjaisia ZL302- ja Al Zn -pohjaisia ZL401-seoksia, kaikki muut valetut alumiiniseokset on lämpökäsiteltävä valujen mekaanisen ja muun suorituskyvyn parantamiseksi. Sen erityistoimintoihin kuuluvat seuraavat näkökohdat:
(1) Eliminoi sisäinen jännitys, joka johtuu epätasaisesta jäähtymisnopeudesta valukappaleiden kiteytymisen ja jähmettymisen aikana esimerkiksi epätasaisen seinämän paksuuden ja paksujen liitosten vuoksi;
(2) Paranna seoksen lujuutta ja kovuutta, parantaa metallografista rakennetta ja varmistaa, että seoksella on tiettyjä plastisuus-, leikkaus- ja hitsausominaisuuksia;
(3) vakauttaa valukappaleiden rakennetta ja kokoa, estää ja eliminoida korkean lämpötilan faasimuunnosten aiheuttamat tilavuuden muutokset; 4) Eliminoi rakeiden välinen ja koostumuksellinen segregaatio rakenteen homogenisoimiseksi.
2, Lämpökäsittelymenetelmien ja toimintatekniikoiden pääkohdat alumiiniseosten valussa
Alumiiniseosten valun lämpökäsittelymenetelmiä ovat tällä hetkellä hehkutus, karkaisu [liuoskäsittely], vanhentaminen ja syklinen käsittely, jotka kuvataan seuraavasti:
(1) Hehkutus. Hehkutuksen tehtävänä on eliminoida valujännitys ja sisäinen jännitys, joka aiheutuu valukappaleiden mekaanisesta käsittelystä, stabiloida koneistettujen osien muotoa ja kokoa sekä pallooida joitain Si-kiteitä Al Si -seoksissa, mikä parantaa lejeeringin plastisuutta. Prosessi käsittää alumiiniseoksen valun kuumentamisen 280-300 asteeseen, sen pitämisen 2-3 tuntia ja sen jäähdyttämisen uunissa huoneenlämpötilaan. Tämä mahdollistaa kiinteän liuoksen hitaasti hajoamisen ja toisten hiukkasten aggregoitumisen, mikä eliminoi valun sisäisen jännityksen, saavuttaa vakaan koon, parantaa plastisuutta ja vähentää muodonmuutoksia. Lämpökäsittelyn tilakoodi on T2.
(2) Sammutus. Sammutus tunnetaan myös liuoskäsittelynä tai pikajäähdytyskäsittelynä. Prosessi on kuumentaa alumiiniseosvalu suhteellisen korkeaan lämpötilaan (yleensä lähellä eutektiikan sulamispistettä, enimmäkseen yli 500 astetta), säilyttää yli 2 tuntia ja liuottaa täysin seoksen liukoiset faasit. Sitten valu jäähdytetään nopeasti 60-100 asteen vedessä ja nopean jäähtymisen ansiosta se kiinnitetään seokseen maksimaalisesti liukenevalla vahvistusfaasilla ja säilytetään huoneenlämpötilassa.
(3) Ajantasaisuus. Prosessi sisältää karkaistujen alumiiniseosvalujen kuumentamisen tiettyyn lämpötilaan, niiden pitämisen tietyn ajan ja sitten ilmajäähdytyksen huoneenlämpötilaan ylikyllästyneen kiinteän liuoksen hajottamiseksi ja seosmatriisirakenteen stabiloimiseksi.
Ajankäsittely voidaan jakaa kahteen kategoriaan: luonnollinen ajankäsittely ja keinotekoinen ajankäsittely. Luonnollinen ikääntyminen on prosessi, joka vahvistaa ikääntymistä huoneenlämmössä. Keinotekoinen aikatehokkuus voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: epätäydellinen keinotekoinen aikatehokkuus, täydellinen keinotekoinen aikatehokkuus ja ajan mittainen tehokkuus.
① Epätäydellinen keinotekoinen aikatehokkuus. Kuumenna valu 150-170 asteeseen (alempi lämpötila) ja pidä 3-5 tuntia, jotta saavutetaan parempi vetolujuus, hyvä plastisuus ja sitkeys, mutta heikentyneellä korroosionkestävyydellä.
② Täysin keinotekoinen aikatehokkuus. Kuumenna valu 175-185 asteeseen (korkeimmissa lämpötiloissa) ja pidä 5-24 tuntia riittävän vetolujuuden saavuttamiseksi, eli korkeimman kovuuden, mutta venymisnopeus pienenee.
③ Vanhentunut aikaraja. Tunnetaan myös nimellä stabilointikarkaisu. Prosessi sisältää valukappaleen kuumentamisen 190–230 asteeseen ja sen pitämisen 4–9 tuntia sen lujuuden vähentämiseksi ja plastisuuden parantamiseksi, jotta saavutetaan parempi jännityskorroosionkestävyys.
