Tokom termičke obrade aluminijuma i aluminijumskih legura, često se susreću različiti problemi, kao što su:
-Nepravilno postavljanje dijelova: Ovo može dovesti do deformacije dijela, često zbog nedovoljnog odvođenja topline od medija za gašenje dovoljno brzom brzinom da bi se postigla željena mehanička svojstva.
-Brzo zagrijavanje: Ovo može rezultirati toplinskom deformacijom; Pravilno postavljanje dijelova osigurava ravnomjerno grijanje.
-Pregrijavanje: Ovo može dovesti do djelomičnog topljenja ili eutektičkog topljenja.
-Površinski kamenac/oksidacija pri visokim temperaturama.
-Pretjerano ili nedovoljno tretiranje starenjem, oba mogu rezultirati gubitkom mehaničkih svojstava.
-Fluktuacije u parametrima vremena/temperature/gašenja koje mogu uzrokovati odstupanja u mehaničkim i/ili fizičkim svojstvima između dijelova i serija.
-Pored toga, loša ujednačenost temperature, nedovoljno vrijeme izolacije i neadekvatno hlađenje tokom toplinske obrade rastvora mogu doprinijeti neadekvatnim rezultatima.
Toplinska obrada je ključni termički proces u industriji aluminijuma, hajde da se udubimo u više srodnih znanja.
1.Pretretman
Procesi prethodnog tretmana koji poboljšavaju strukturu i ublažavaju naprezanje prije gašenja su korisni za smanjenje izobličenja. Prethodni tretman obično uključuje procese kao što su sferoidizirajuće žarenje i žarenje za ublažavanje naprezanja, a neki također usvajaju kaljenje i kaljenje ili normalizirajući tretman.
Annealing za ublažavanje stresa: Tokom obrade mogu se razviti zaostala naprezanja zbog faktora kao što su metode obrade, zahvatanje alata i brzine rezanja. Neravnomjerna raspodjela ovih naprezanja može dovesti do izobličenja tokom gašenja. Da bi se ublažili ovi efekti, potrebno je žarenje za ublažavanje naprezanja prije gašenja. Temperatura žarenja za ublažavanje naprezanja je općenito 500-700°C. Prilikom zagrijavanja u zračnom mediju koristi se temperatura od 500-550°C sa vremenom zadržavanja od 2-3 sata kako bi se spriječila oksidacija i dekarbonizacija. Dio izobličenja zbog vlastite težine treba uzeti u obzir tokom opterećenja, a ostali postupci su slični standardnom žarenju.
Tretman pred zagrijavanjem za poboljšanje strukture: Ovo uključuje sferoidizirajuće žarenje, kaljenje i kaljenje, normalizirajući tretman.
-Sferoidizirajuće žarenje: Neophodan za ugljenični alatni čelik i legirani alatni čelik tokom termičke obrade, struktura dobijena nakon sferoidizirajućeg žarenja značajno utiče na trend izobličenja tokom gašenja. Podešavanjem strukture nakon žarenja može se smanjiti redovno izobličenje tokom gašenja.
-Druge metode prethodnog tretmana: Različite metode se mogu koristiti za smanjenje distorzije gašenja, kao što su gašenje i kaljenje, normalizirajući tretman. Odabirom odgovarajućih predtretmana kao što su kaljenje i kaljenje, normalizirajući tretman na osnovu uzroka izobličenja i materijala dijela može efikasno smanjiti izobličenje. Međutim, neophodan je oprez zbog povećanja zaostalih naprezanja i tvrdoće nakon otpuštanja, posebno tretman kaljenjem i otpuštanjem može smanjiti ekspanziju tijekom kaljenja za čelike koji sadrže W i Mn, ali ima mali utjecaj na smanjenje deformacije za čelike kao što je GCr15.
U praktičnoj proizvodnji, identifikacija uzroka deformacije pri gašenju, bilo da je to posljedica zaostalih naprezanja ili loše strukture, je od suštinskog značaja za efikasan tretman. Za izobličenje uzrokovano zaostalim naprezanjima treba provesti žarenje za ublažavanje naprezanja, dok tretmani poput kaljenja koji mijenjaju strukturu nisu potrebni i obrnuto. Samo tada se može postići cilj smanjenja distorzije gašenja kako bi se smanjili troškovi i osigurao kvalitet.
2. Gašenje rada grijanja
Temperatura gašenja: Temperatura gašenja značajno utiče na izobličenje. Svrhu smanjenja deformacije možemo postići podešavanjem temperature kaljenja, ili je rezervisana količina za obradu ista kao i temperatura kaljenja da bi se postigla svrha smanjenja deformacije, ili razumno odabrana i rezervirana količina za obradu i temperatura kaljenja nakon ispitivanja toplinske obrade , kako bi se smanjio naknadni dodatak za obradu. Utjecaj temperature kaljenja na deformaciju kaljenja nije vezan samo za materijal koji se koristi u radnom komadu, već i za veličinu i oblik obratka. Kada su oblik i veličina obratka vrlo različiti, iako je materijal izratka isti, trend deformacije gašenja je sasvim drugačiji, i operater treba obratiti pažnju na ovu situaciju u stvarnoj proizvodnji.
Vrijeme gašenja: Odabir vremena držanja ne samo da osigurava temeljno zagrijavanje i postizanje željene tvrdoće ili mehaničkih svojstava nakon gašenja, već također uzima u obzir njegov utjecaj na izobličenje. Produženje vremena gašenja u suštini povećava temperaturu gašenja, posebno izraženo za čelik s visokim udjelom ugljika i hroma.
Metode učitavanja: Ako se obradak postavi u nerazumnom obliku tokom zagrijavanja, to će uzrokovati deformaciju zbog težine radnog komada ili deformaciju zbog međusobnog istiskivanja između radnih komada ili deformaciju zbog neravnomjernog zagrijavanja i hlađenja zbog prekomjernog slaganja radnih komada.
Metoda grijanja: Za obradke složenog oblika i različite debljine, posebno one sa visokim sadržajem ugljika i legura, spor i ujednačen proces zagrijavanja je ključan. Upotreba predgrijavanja je često neophodna, ponekad zahtijeva više ciklusa predgrijavanja. Za veće radne komade koji nisu efikasno obrađeni predgrijavanjem, upotreba peći otporne na kutiju sa kontroliranim grijanjem može smanjiti izobličenje uzrokovano brzim zagrijavanjem.
3. Operacija hlađenja
Deformacija gašenja prvenstveno je rezultat procesa hlađenja. Odgovarajući odabir medija za gašenje, vješti rad i svaki korak procesa hlađenja direktno utiču na deformaciju kaljenja.
Srednja selekcija za gašenje: Dok se osigurava željena tvrdoća nakon gašenja, treba dati prednost blažim medijima za gašenje kako bi se izobličenje svelo na minimum. Preporučuje se korištenje zagrijanih sredstava za kupanje za hlađenje (da bi se olakšalo ravnanje dok je dio još vruć) ili čak hlađenje zrakom. Mediji sa brzinama hlađenja između vode i ulja mogu također zamijeniti dvostruke medije voda-ulje.
—Kašenje vazdušnim hlađenjem: Vazdušno hlađenje je efikasno za smanjenje deformacije brzoreznog čelika, čelika za kalupe od hroma i čelika za mikrodeformaciju hlađenja vazduhom. Za čelik 3Cr2W8V koji ne zahtijeva visoku tvrdoću nakon kaljenja, gašenje zrakom se također može koristiti za smanjenje deformacije pravilnim podešavanjem temperature kaljenja.
—Hlađenje i gašenje ulja: ulje je medij za gašenje sa mnogo nižom brzinom hlađenja od vode, ali za one izratke sa visokom otvrdnjavanjem, malom veličinom, složenim oblikom i velikom tendencijom deformacije, brzina hlađenja ulja je previsoka, ali za radne predmete male veličine, ali loša otvrdnjavanje, brzina hlađenja ulja je nedovoljna. Kako bi riješili gore navedene kontradikcije i u potpunosti iskoristili kaljenje uljem za smanjenje deformacije obradaka, ljudi su usvojili metode podešavanja temperature ulja i povećanja temperature kaljenja kako bi se proširila upotreba ulja.
—Promena temperature ulja za gašenje: korištenje iste temperature ulja za gašenje radi smanjenja deformacije gašenja i dalje ima sljedeće probleme, to jest, kada je temperatura ulja niska, deformacija gašenja je i dalje velika, a kada je temperatura ulja visoka, teško je osigurati da radni komad nakon gašenja tvrdoće. Pod kombinovanim efektom oblika i materijala nekih radnih komada, povećanje temperature ulja za gašenje može takođe povećati njegovu deformaciju. Stoga je vrlo potrebno odrediti temperaturu ulja ulja za gašenje nakon prolaska testa prema stvarnim uvjetima materijala izratka, veličini i obliku poprečnog presjeka.
Prilikom upotrebe vrućeg ulja za gašenje, kako bi se izbjegao požar uzrokovan visokom temperaturom ulja uzrokovanom gašenjem i hlađenjem, u blizini rezervoara za ulje treba opremiti neophodnu opremu za gašenje požara. Osim toga, indeks kvalitete ulja za gašenje treba redovno testirati, a novo ulje treba na vrijeme dopuniti ili zamijeniti.
—Povećajte temperaturu gašenja: Ova metoda je prikladna za obradake malog poprečnog presjeka od ugljičnog čelika i nešto veće obradke od legiranog čelika koji ne mogu zadovoljiti zahtjeve tvrdoće nakon zagrijavanja i očuvanja topline pri normalnim temperaturama kaljenja i kaljenja u ulju. Odgovarajućim povećanjem temperature kaljenja, a zatim kaljenjem u ulju, može se postići efekat očvršćavanja i smanjenja deformacija. Kada koristite ovu metodu za gašenje, treba voditi računa da se spriječe problemi kao što su grubo zrno, smanjenje mehaničkih svojstava i vijeka trajanja radnog predmeta zbog povećane temperature kaljenja.
—Klasifikacija i austempering: Kada tvrdoća gašenja može zadovoljiti zahtjeve dizajna, klasifikaciju i tempiranje medija za vruću kupku treba u potpunosti iskoristiti kako bi se postigla svrha smanjenja deformacije gašenja. Ova metoda je također efikasna za ugljični konstrukcijski čelik malih presjeka i alatni čelik niske kaljivosti, posebno čelik koji sadrži krom i obradke od brzoreznog čelika s visokom sposobnošću kaljenja. Klasifikacija medija u vrućoj kupki i metoda hlađenja austempera su osnovne metode gašenja za ovu vrstu čelika. Slično, djelotvoran je i za one ugljične čelike i niskolegirane konstrukcijske čelike koji ne zahtijevaju visoku tvrdoću gašenja.
Prilikom gašenja toplom kupkom treba obratiti pažnju na sljedeća pitanja:
Prvo, kada se uljna kupka koristi za gradiranje i izotermno gašenje, temperatura ulja treba strogo kontrolirati kako bi se spriječila pojava požara.
Drugo, pri gašenju nitratnom solju, rezervoar nitratne soli treba da bude opremljen potrebnim instrumentima i uređajima za hlađenje vodom. Za ostale mjere predostrožnosti, pogledajte relevantne informacije i ovdje ih nećete ponavljati.
Treće, izotermnu temperaturu treba strogo kontrolisati tokom izotermnog gašenja. Visoka ili niska temperatura ne doprinosi smanjenju deformacije gašenja. Osim toga, tokom austempera treba odabrati način vješanja obratka kako bi se spriječila deformacija uzrokovana težinom radnog komada.
Četvrto, kada se koristi izotermno ili stepenovano kaljenje za korekciju oblika obratka dok je vruć, alati i učvršćenja trebaju biti potpuno opremljeni, a djelovanje treba biti brzo tokom rada. Spriječite štetne efekte na kvalitetu kaljenja radnog komada.
Operacija hlađenja: Vešt rad tokom procesa hlađenja ima značajan uticaj na deformaciju gašenja, posebno kada se koriste vodeni ili uljni medijumi za gašenje.
-Tačan smjer ulaska u medijum za gašenje: Tipično, simetrično izbalansirani ili izduženi obradaci nalik na šipku trebaju biti vertikalno kaljeni u mediju. Asimetrični dijelovi se mogu ugasiti pod uglom. Ispravan smjer ima za cilj da osigura ravnomjerno hlađenje u svim dijelovima, sa sporijim područjima hlađenja koja prvo ulaze u medij, a zatim bržim hlađenim dijelovima. Razmatranje oblika obratka i njegovog uticaja na brzinu hlađenja je od vitalnog značaja u praksi.
-Kretanje obradaka u medijumu za gašenje: Delovi koji se sporo hlade treba da budu okrenuti ka medijumu za gašenje. Simetrično oblikovani radni komadi trebaju pratiti uravnoteženu i ujednačenu putanju u mediju, održavajući malu amplitudu i brzo kretanje. Za tanke i izdužene obratke, stabilnost tokom kaljenja je ključna. Izbjegavajte ljuljanje i razmislite o korištenju stezaljki umjesto vezivanja žice za bolju kontrolu.
-Brzina gašenja: Radne komade treba brzo kaliti. Posebno za tanke izratke nalik šipki, sporije brzine kaljenja mogu dovesti do povećane deformacije savijanja i razlika u deformaciji između sekcija kaljenih u različito vrijeme.
-Kontrolisano hlađenje: Za predmete sa značajnim razlikama u veličini poprečnog presjeka, zaštitite dijelove koji se brže hlade materijalima poput azbestnog užeta ili metalnih limova kako biste smanjili brzinu hlađenja i postigli ravnomjerno hlađenje.
-Vrijeme hlađenja u vodi: Za radne predmete koji uglavnom doživljavaju deformaciju zbog strukturalnog naprezanja, skratite vrijeme njihovog hlađenja u vodi. Za radne komade koji se prvenstveno deformiraju zbog termičkog naprezanja, produžite vrijeme hlađenja u vodi kako biste smanjili deformaciju gašenja.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminium
Vrijeme objave: Feb-21-2024
