Az alumínium hőkezelésének szerepe az anyagok mechanikai tulajdonságainak javítása, a maradék feszültségek kiküszöbölése és a fémek megmunkálhatóságának javítása. A hőkezelés különböző céljai szerint a folyamatok két kategóriába sorolhatók: előhőkezelés és végső hőkezelés.
Az előhőkezelés célja a feldolgozási teljesítmény javítása, a belső feszültség kiküszöbölése és a jó metallográfiai szerkezet előkészítése a végső hőkezeléshez. A hőkezelési folyamatok magukban foglalják a lágyítást, normalizálást, öregítést, edzést és megeresztést, valamint egyéb műveleteket.
1) Lágyítás és normalizálás
A melegen megmunkált alumínium nyersanyag lágyítását és normalizálását alkalmazzák. A 0,5%-nál nagyobb széntartalmú szénacélt és ötvözött acélt gyakran lágyítják, hogy csökkentsék keménységüket és könnyebben vághatók legyenek; a 0,5%-nál kisebb széntartalmú szénacélt és ötvözött acélt azért használják, hogy elkerüljék a késekhez való ragadást, ha a keménység túl alacsony. És normalizáló kezelést alkalmaznak. A lágyítás és a normalizálás továbbra is finomíthatja a szemcséket és az egyenletes szerkezetet, és előkészítheti a későbbi hőkezelésre. A lágyítást és a normalizálást általában a nyersanyag gyártása után és a durva megmunkálás előtt végzik.
2) Öregedésgátló kezelés
Az öregítési kezelést elsősorban a nyersdarabok gyártása és megmunkálása során keletkező belső feszültségek kiküszöbölésére használják.
A túlzott szállítási munkaterhelés elkerülése érdekében az általános precíziós alkatrészek esetében elegendő egy öregítési kezelést elvégezni a befejező megmunkálás előtt. A nagy pontossági követelményeket támasztó alkatrészek, például a koaxiális fúrógép doboza stb. esetében azonban két vagy több öregítési kezelési eljárást kell elvégezni. Az egyszerű alkatrészek általában nem igényelnek öregítési kezelést.
Az öntvényeken kívül egyes precíziós, gyenge merevségű alkatrészek, például precíziós csavarok esetében a feldolgozás során keletkező belső feszültség kiküszöbölése és az alkatrészek feldolgozási pontosságának stabilizálása érdekében gyakran több öregítési kezelést is elrendeznek a durva megmunkálás és az elősimítás között. Egyes tengelyalkatrészek esetében az öregítési kezelést az egyengetési folyamat után is el kell végezni.
3) Edzés és megeresztés
A kioltás és megeresztés a kioltás utáni magas hőmérsékletű megeresztésre utal. Egyenletes és megeresztett szorbit szerkezetet lehet elérni, ami a felületi edzés és nitridálás során fellépő deformáció csökkentésére szolgáló előkészítés. Ezért a kioltás és megeresztés előmelegítésként is alkalmazható.
A megeresztő és edzési alkatrészek jobb átfogó mechanikai tulajdonságai miatt végső hőkezelési eljárásként is alkalmazható olyan alkatrészeknél, amelyek nem igényelnek nagy keménységet és kopásállóságot.
A végső hőkezelés célja a mechanikai tulajdonságok, például a keménység, a kopásállóság és a szilárdság javítása. A hőkezelési folyamat magában foglalja az edzést, a karbonizálást és a kioltást, valamint a nitridálást.
1) Kioltás
A kioltás két csoportra oszlik: felületi edzésre és teljes kioltásra. A felületi edzést széles körben alkalmazzák kis alakváltozási, oxidációs és dekarbonizációs képessége miatt, a felületi edzés előnyei közé tartozik a nagy külső szilárdság és a jó kopásállóság, miközben jó belső szívósságot és erős ütésállóságot is biztosít. A felületi edzéssel kezelt alkatrészek mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében gyakran hőkezelésre, például edzésre és megeresztésre vagy normalizálásra van szükség előzetes hőkezelésként. Általános folyamatirányok: kivágás, kovácsolás, normalizálás, lágyítás, durva megmunkálás, edzés és megeresztés, félsimítás, felületi edzés, simítás.
2) Karburálás és edzés
A karbonizálás és edzés célja az alkatrész felületi rétegének széntartalmának növelése, majd a kioltás után a felületi réteg nagy keménységet ér el, miközben a magrész továbbra is megőrzi bizonyos szilárdságát, nagy szívósságát és képlékenységét. A karbonizálást teljes karbonizálásra és részleges karbonizálásra osztják. Részleges karbonizálás esetén a nem karbonizált alkatrészeknél szivárgásgátló intézkedéseket kell tenni. Mivel a karbonizálás és a kioltás nagy deformációt okoz, és a karbonizálási mélység általában 0,5 és 2 mm között van, a karbonizálási folyamat általában az elősimítás és a simítás között van elrendezve.
A folyamat általában a következő: kivágás, kovácsolás, normalizálás, durva megmunkálás, félsimítás, karbonizálás és edzés, befejezés. Amikor a karbonizáló és edzési rész nem karbonizált része a felesleges karbonizált réteg eltávolításának folyamattervét alkalmazza a margó növelése után, a felesleges karbonizált réteg eltávolításának folyamatát a karbonizálás és edzés után, a kioltás előtt kell megszervezni.
3) Nitridálás
A nitridálás az a folyamat, amelynek során nitrogénatomokat juttatnak a fémfelületbe, hogy nitrogéntartalmú vegyület réteget hozzanak létre. A nitridáló réteg javíthatja az alkatrész felületének keménységét, kopásállóságát, fáradási szilárdságát és korrózióállóságát. Mivel a nitridáló kezelési hőmérséklet alacsony, a deformáció kicsi, és a nitridáló réteg vékony, általában legfeljebb 0,6 ~ 0,7 mm, a nitridálási folyamatot a lehető legkésőbb kell elvégezni. A nitridálás során fellépő deformáció csökkentése érdekében általában magas hőmérsékletű megeresztést alkalmaznak a feszültségcsökkentés érdekében.
Szerkesztette: May Jiang, a MAT Alumin oldalról
Közzététel ideje: 2023. szeptember 4.
