Uloga termičke obrade aluminija je poboljšanje mehaničkih svojstava materijala, uklanjanje zaostalih napona i poboljšanje obradivosti metala. Prema različitim namjenama termičke obrade, procesi se mogu podijeliti u dvije kategorije: predgrijavanje i završna termička obrada.
Svrha predgrijavanja je poboljšanje performansi obrade, uklanjanje unutrašnjih napona i priprema dobre metalografske strukture za završnu termičku obradu. Proces termičke obrade uključuje žarenje, normalizaciju, starenje, kaljenje i otpuštanje i tako dalje.
1) Žarenje i normalizacija
Žarenje i normalizacija se koriste za toplo obrađene aluminijske blankete. Ugljični čelik i legirani čelik sa sadržajem ugljika većim od 0,5% često se žare kako bi se smanjila njihova tvrdoća i olakšalo rezanje; ugljični čelik i legirani čelik sa sadržajem ugljika manjim od 0,5% koriste se kako bi se izbjeglo lijepljenje za nož kada je tvrdoća preniska. Također se koristi tretman normalizacije. Žarenje i normalizacija i dalje mogu pročistiti zrno i ujednačiti strukturu, te pripremiti materijal za naknadnu toplinsku obradu. Žarenje i normalizacija se obično izvode nakon što je blank proizveden, a prije grube obrade.
2) Tretman starenja
Tretman starenjem se uglavnom koristi za uklanjanje unutrašnjeg napona nastalog u proizvodnji i mašinskoj obradi.
Kako bi se izbjeglo prekomjerno opterećenje transportom, za dijelove opće preciznosti dovoljno je organizirati jedan tretman starenja prije završne obrade. Međutim, za dijelove s visokim zahtjevima za preciznost, kao što je kutija alatne bušilice itd., treba organizirati dva ili više postupaka tretmana starenja. Jednostavni dijelovi uglavnom ne zahtijevaju tretman starenja.
Pored odlivaka, za neke precizne dijelove sa slabom krutošću, kao što su precizni vijci, kako bi se eliminisao unutrašnji napon koji nastaje tokom obrade i stabilizovala tačnost obrade dijelova, često se organizuje višestruki tretman starenja između grube mašinske obrade i polu-završne obrade. Za neke dijelove osovina, tretman starenja treba organizovati i nakon procesa ispravljanja.
3) Kaljenje i otpuštanje
Kaljenje i otpuštanje odnosi se na otpuštanje na visokim temperaturama nakon kaljenja. Može se dobiti ujednačena i otpuštena struktura sorbita, što je priprema za smanjenje deformacije tokom površinskog kaljenja i nitriranja. Stoga se kaljenje i otpuštanje mogu koristiti i kao predgrijavanje.
Zbog boljih sveobuhvatnih mehaničkih svojstava dijelova dobivenih kaljenjem i otpuštanjem, može se koristiti i kao završni proces termičke obrade za neke dijelove koji ne zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje.
Svrha završne termičke obrade je poboljšanje mehaničkih svojstava kao što su tvrdoća, otpornost na habanje i čvrstoća. Proces termičke obrade uključuje kaljenje, cementaciju i nitriranje.
1) Kaljenje
Kaljenje se dijeli na površinsko kaljenje i ukupno kaljenje. Među njima, površinsko kaljenje se široko koristi zbog male deformacije, oksidacije i dekarburizacije, a površinsko kaljenje također ima prednosti visoke vanjske čvrstoće i dobre otpornosti na habanje, uz održavanje dobre unutarnje žilavosti i jake otpornosti na udarce. Kako bi se poboljšala mehanička svojstva dijelova koji se površinski kale, često se kao prethodna toplinska obrada zahtijeva toplinska obrada poput kaljenja i otpuštanja ili normalizacije. Opći procesni postupak je: štancanje, kovanje, normalizacija, žarenje, gruba obrada, kaljenje i otpuštanje, poluobrada, površinsko kaljenje, završna obrada.
2) Cementacija i kaljenje
Cementacija i kaljenje imaju za cilj prvo povećati sadržaj ugljika u površinskom sloju dijela, a nakon kaljenja, površinski sloj dobija visoku tvrdoću, dok središnji dio i dalje zadržava određenu čvrstoću, visoku žilavost i plastičnost. Cementacija se dijeli na potpunu cementaciju i djelomičnu cementaciju. Prilikom djelomične cementacije, treba poduzeti mjere protiv curenja za dijelove koji se ne cementiraju. Budući da cementacija i kaljenje uzrokuju velike deformacije, a dubina cementacije je obično između 0,5 i 2 mm, proces cementacije se obično odvija između polu-završne i završne obrade.
Procesni postupak je općenito sljedeći: brušenje, kovanje, normalizacija, gruba obrada, poluzavršna obrada, cementiranje i kaljenje, završna obrada. Kada se necementirani dio dijela za cementiranje i kaljenje prilagodi planu procesa uklanjanja viška cementiranog sloja nakon povećanja margine, proces uklanjanja viška cementiranog sloja treba biti organiziran nakon cementiranja i kaljenja, a prije kaljenja.
3) Nitriranje
Nitriranje je proces infiltracije atoma dušika u metalnu površinu kako bi se dobio sloj spojeva koji sadrže dušik. Sloj nitriranja može poboljšati tvrdoću, otpornost na habanje, zamor i otpornost na koroziju površine dijela. Budući da je temperatura nitriranja niska, deformacija mala, a sloj nitriranja tanak, uglavnom ne više od 0,6~0,7 mm, proces nitriranja treba započeti što je kasnije moguće. Da bi se smanjila deformacija tokom nitriranja, obično je potrebno otpuštanje na visokim temperaturama za ublažavanje napona.
Uredio May Jiang iz MAT Alumina
Vrijeme objave: 04.09.2023.
