Az alumínium és alumíniumötvözetek hőkezelése során számos probléma merül fel, mint például:
-Az alkatrész nem megfelelő elhelyezése: Ez az alkatrész deformációjához vezethet, gyakran az oltóközeg elégtelen hőelvonása miatt, elég gyors ütemben a kívánt mechanikai tulajdonságok eléréséhez.
-Gyors melegítés: Ez termikus deformációt eredményezhet; az alkatrészek megfelelő elhelyezése segíti az egyenletes fűtést.
-Túlmelegedés: Ez részleges olvadáshoz vagy eutektikus olvadáshoz vezethet.
-Felületi lerakódás/magas hőmérsékletű oxidáció.
-Túlzott vagy elégtelen öregedéskezelés, mindkettő a mechanikai tulajdonságok elvesztését eredményezheti.
-Idő/hőmérséklet/kioltási paraméterek ingadozásai, amelyek eltéréseket okozhatnak a mechanikai és/vagy fizikai tulajdonságokban az alkatrészek és tételek között.
- Ezenkívül a rossz hőmérséklet egyenletesség, az elégtelen szigetelési idő és a nem megfelelő hűtés az oldatos hőkezelés során egyaránt hozzájárulhat a nem megfelelő eredményekhez.
A hőkezelés kulcsfontosságú hőkezelési folyamat az alumíniumiparban, ássunk bele a kapcsolódó ismeretekbe.
1.Előkezelés
Az előkezelési eljárások, amelyek javítják a szerkezetet és enyhítik a feszültséget a kioltás előtt, előnyösek a torzítás csökkentésében. Az előkezelés jellemzően olyan folyamatokat foglal magában, mint a szferoidizáló lágyítás és a feszültségmentesítő lágyítás, és néhányan alkalmaznak kvencselést és temperálást vagy normalizáló kezelést is.
Stresszoldó lágyítás: A megmunkálás során maradó feszültségek alakulhatnak ki olyan tényezők miatt, mint a megmunkálási módszerek, a szerszámok bekapcsolása és a vágási sebesség. Ezen feszültségek egyenetlen eloszlása torzuláshoz vezethet a kioltás során. Ezen hatások mérséklése érdekében feszültségcsökkentő izzítás szükséges az oltás előtt. A feszültségmentesítő izzítás hőmérséklete általában 500-700 °C. Levegős közegben történő hevítéskor 500-550°C hőmérsékletet használunk 2-3 órás tartási idővel az oxidáció és a dekarbonizáció megelőzésére. A terhelés során figyelembe kell venni az önsúlyból adódó alkatrésztorzulást, és más eljárások hasonlóak a szabványos izzításhoz.
Előmelegítés a szerkezet javítására: Ez magában foglalja a szferoidizáló izzítást, az oltást és a temperálást, a normalizáló kezelést.
- Szferoidizáló izzítás: Szén-szerszámacél és ötvözött szerszámacél esetében nélkülözhetetlen a hőkezelés során, a szferoidizáló izzítás után kapott szerkezet jelentősen befolyásolja a torzítási tendenciát az edzés során. Az utóhegesztési struktúra beállításával csökkenthető az edzés során fellépő szabályos torzítás.
- Egyéb előkezelési módszerek: Különféle módszerek alkalmazhatók az oltás torzításának csökkentésére, mint például a kioltás és temperálás, a kezelés normalizálása. A megfelelő előkezelések, mint pl. edzés és temperálás kiválasztása, a kezelés normalizálása a deformáció oka és az alkatrész anyaga alapján hatékonyan csökkentheti a torzulást. Mindazonáltal óvatosság szükséges a megeresztés utáni maradó feszültségek és keménységnövekedés esetén, különösen az edzés és az edzési kezelés csökkentheti a tágulást az edzés során a W-t és Mn-t tartalmazó acélok esetében, de csekély hatással van a deformáció csökkentésére olyan acélok esetében, mint a GCr15.
A gyakorlati gyártás során a hatékony kezeléshez elengedhetetlen a kioltási torzulás okának azonosítása, legyen az maradó feszültség vagy rossz szerkezet. Feszültségmentesítő izzítást kell végezni a maradó feszültségek okozta torzulások miatt, míg a szerkezetet megváltoztató kezelések, például a temperálás nem szükségesek, és fordítva. Csak így lehet elérni a kioltási torzítás csökkentését a költségek csökkentése és a minőség biztosítása érdekében.
2. Kioltó fűtési művelet
Oltási hőmérséklet: A kioltási hőmérséklet jelentősen befolyásolja a torzítást. Az alakváltozás csökkentését az edzési hőmérséklet beállításával érhetjük el, vagy a fenntartott megmunkálási ráhagyás megegyezik az edzési hőmérséklettel az alakváltozás csökkentésére, vagy a hőkezelési tesztek után ésszerűen megválasztva és fenntartva a megmunkálási ráhagyást és az edzési hőmérsékletet , így csökkenthető a későbbi megmunkálási ráhagyás. A kioltási hőmérséklet hatása az edzési deformációra nem csak a munkadarabban felhasznált anyaggal, hanem a munkadarab méretével és alakjával is összefügg. Ha a munkadarab alakja és mérete nagyon eltérő, bár a munkadarab anyaga azonos, a kioltás deformációja meglehetősen eltérő, és a kezelőnek erre a helyzetre kell figyelnie a tényleges gyártás során.
Kioltási tartási idő: A tartási idő megválasztása nemcsak az alapos melegítést és a kívánt keménység vagy mechanikai tulajdonságok elérését biztosítja az oltás után, hanem figyelembe veszi annak deformációra gyakorolt hatását is. A kioltási tartási idő meghosszabbítása lényegesen növeli az oltási hőmérsékletet, különösen a magas széntartalmú és krómtartalmú acélok esetében.
Betöltési módszerek: Ha a munkadarabot melegítés közben indokolatlan formában helyezzük el, az a munkadarab súlya miatt deformációt vagy a munkadarabok közötti kölcsönös extrudálásból adódó deformációt, illetve a munkadarabok túlzott egymásra rakása miatti egyenetlen melegítés és hűtés miatti deformációt okoz.
Fűtési módszer: Összetett alakú és változó vastagságú munkadaraboknál, különösen a magas széntartalmú és ötvözött elemeknél, a lassú és egyenletes melegítési folyamat kulcsfontosságú. Az előmelegítés alkalmazása gyakran szükséges, néha több előmelegítési ciklust igényel. Nagyobb, előmelegítéssel nem hatékonyan kezelt munkadarabok esetén az ellenőrzött fűtésű dobozellenállású kemence csökkentheti a gyors melegítés okozta torzulást.
3. Hűtési művelet
Az oltási deformáció elsősorban a lehűlési folyamat eredménye. A megfelelő oltóközeg kiválasztása, ügyes kezelés és a hűtési folyamat minden egyes lépése közvetlenül befolyásolja az oltás deformációját.
Oltóközeg kiválasztása: A kívánt keménységű utóhűtés biztosítása mellett az enyhébb oltóközeget kell előnyben részesíteni a torzítás minimalizálása érdekében. Fűtött fürdőközeg használata hűtésre (az egyengetés megkönnyítésére, amíg az alkatrész még forró) vagy akár léghűtés javasolt. A víz és olaj közötti hűtési sebességű közegek is helyettesíthetik a víz-olaj kettős közeget.
- Léghűtéses oltás: A léghűtéses kioltás hatékonyan csökkenti a gyorsacél, a krómacél és a léghűtéses mikrodeformációs acél oltási deformációját. Az oltás utáni nagy keménységet nem igénylő 3Cr2W8V acél esetében a hűtési hőmérséklet megfelelő beállításával levegős edzés is alkalmazható a deformáció csökkentésére.
– Olajhűtés és oltás: az olaj jóval kisebb hűtési sebességű oltóközeg, mint a víz, de a nagy edzhetőségű, kis méretű, összetett formájú és nagy alakváltozási hajlamú munkadaraboknál az olaj hűtési sebessége túl magas, de a kis méretű, de gyenge munkadaraboknál edzhetőség, az olaj hűtési sebessége nem megfelelő. A fenti ellentmondások feloldása és az olajhűtés teljes körű kihasználása érdekében a munkadarabok kioltási deformációjának csökkentése érdekében az emberek az olajhőmérséklet beállítására és az oltási hőmérséklet növelésére vonatkozó módszereket alkalmaztak az olaj felhasználásának bővítése érdekében.
– Az oltóolaj hőmérsékletének megváltoztatása: ugyanazt az olajhőmérsékletet használva az oltáshoz az oltási deformáció csökkentése érdekében továbbra is a következő problémák merülnek fel, vagyis amikor az olaj hőmérséklete alacsony, az oltás deformációja továbbra is nagy, és amikor az olaj hőmérséklete magas, nehéz biztosítani, hogy az olaj hőmérséklete alacsony. munkadarab keménység kioltása után. Egyes munkadarabok alakjának és anyagának együttes hatására az oltóolaj hőmérsékletének növelése növelheti annak deformációját is. Ezért nagyon szükséges az oltóolaj olajhőmérsékletének meghatározása a teszten való megfelelés után a munkadarab anyagának, keresztmetszeti méretének és alakjának tényleges körülményei szerint.
Ha forró olajat használ az oltáshoz, az oltás és hűtés miatti magas olajhőmérséklet okozta tüzet elkerülése érdekében az olajtartály közelében szükséges tűzoltó felszerelést kell felszerelni. Ezenkívül rendszeresen ellenőrizni kell az oltóolaj minőségi indexét, és időben kell pótolni vagy cserélni az új olajat.
– Növelje az oltási hőmérsékletet: Ez a módszer alkalmas kis keresztmetszetű szénacél munkadarabokhoz és valamivel nagyobb ötvözött acél munkadarabokhoz, amelyek nem felelnek meg a keménységi követelményeknek hevítés és hőmegőrzés után normál edzési hőmérsékleten és olajos oltásnál. Az edzési hőmérséklet megfelelő emelésével, majd az olajos oltással a keményedést és az alakváltozást csökkentő hatás érhető el. Ha ezt a módszert alkalmazzuk az edzéshez, ügyelni kell arra, hogy elkerüljük az olyan problémákat, mint a szemcsék eldurvulása, a munkadarab mechanikai tulajdonságainak és élettartamának csökkenése a megnövekedett edzési hőmérséklet miatt.
— Osztályozás és megszorítás: Ha az edzési keménység megfelel a tervezési követelményeknek, a forró fürdőközeg osztályozását és ausztemperálását teljes mértékben ki kell használni a kioltási deformáció csökkentésének céljának elérése érdekében. Ez a módszer hatékony alacsony edzhetőségű, kis keresztmetszetű szénszerkezeti acél és szerszámacél, különösen krómtartalmú présacél és nagy edzhetőségű gyorsacél munkadarabok esetében is. A forró fürdőközeg osztályozása és az ausztempering hűtési módszere az ilyen típusú acélok alapvető kioltási módszerei. Hasonlóan hatásos azoknál a szénacéloknál és gyengén ötvözött szerkezeti acéloknál is, amelyek nem igényelnek nagy oltási keménységet.
Forró fürdővel történő oltáskor a következő kérdésekre kell figyelni:
Először is, ha olajfürdőt használnak osztályozásra és izotermikus oltásra, az olaj hőmérsékletét szigorúan ellenőrizni kell, hogy megakadályozzák a tűz kialakulását.
Másodszor, ha nitrátsó-minőségű oltást végez, a nitrátsó-tartályt fel kell szerelni a szükséges műszerekkel és vízhűtő berendezésekkel. Az egyéb óvintézkedésekért kérjük, olvassa el a vonatkozó információkat, és ezeket itt nem ismételjük meg.
Harmadszor, az izoterm hőmérsékletet szigorúan ellenőrizni kell az izoterm kioltás során. A magas vagy alacsony hőmérséklet nem csökkenti a kioltási deformációt. Ezen túlmenően a szigorítás során a munkadarab felakasztási módját úgy kell megválasztani, hogy elkerüljük a munkadarab súlya által okozott deformációt.
Negyedszer, ha izoterm vagy fokozatos kioltást alkalmazunk a munkadarab forró alakjának korrigálása érdekében, a szerszámoknak és a rögzítéseknek teljesen fel kell szerelni, és a műveletnek gyorsnak kell lennie működés közben. Kerülje el a munkadarab edzési minőségére gyakorolt káros hatásokat.
Hűtési művelet: A hűtési folyamat során végzett szakszerű működés jelentős hatással van az oltási deformációra, különösen víz vagy olajos oltóközeg alkalmazásakor.
-A kioltóközeg bemenetének helyes iránya: Jellemzően a szimmetrikusan kiegyensúlyozott vagy hosszúkás rúdszerű munkadarabokat függőlegesen kell a közegbe befagyasztani. Az aszimmetrikus részek szögben kiolthatók. A helyes irány az egyenletes hűtés biztosítását célozza minden részen, először a lassabb hűtési területek jutnak a közegbe, majd a gyorsabb hűtési szakaszok. A gyakorlatban létfontosságú a munkadarab alakjának és a hűtési sebességre gyakorolt hatásának figyelembevétele.
-Munkadarabok mozgása oltóközegben: A lassan hűlő alkatrészeknek az oltóközeg felé kell nézniük. A szimmetrikus alakú munkadaraboknak kiegyensúlyozott és egyenletes utat kell követniük a közegben, megtartva a kis amplitúdót és a gyors mozgást. Vékony és hosszúkás munkadarabok esetén az edzés közbeni stabilitás kulcsfontosságú. Kerülje a kilengést, és fontolja meg bilincsek használatát a drótkötés helyett a jobb irányítás érdekében.
- A kioltás sebessége: A munkadarabokat gyorsan kell hűteni. Különösen vékony, rúdszerű munkadarabok esetén a lassabb edzési sebesség megnövekedett hajlítási deformációhoz és a különböző időpontokban hűtött szakaszok közötti alakváltozásokhoz vezethet.
- Szabályozott hűtés: A jelentős keresztmetszeti méretkülönbséggel rendelkező munkadarabok esetében védje a gyorsabban hűlő szakaszokat olyan anyagokkal, mint az azbesztkötél vagy fémlemezek, hogy csökkentsék a hűtési sebességüket és egyenletes hűtést érjenek el.
- Hűtési idő vízben: Azoknál a munkadaraboknál, amelyek főként a szerkezeti igénybevétel miatt deformálódnak, rövidítse le a hűtési idejüket vízben. Azon munkadarabok esetében, amelyek elsősorban a termikus igénybevétel miatt deformálódnak, hosszabbítsa meg a hűtési idejüket vízben, hogy csökkentse a kioltási deformációt.
Szerkesztette: May Jiang a MAT Aluminiumtól
Feladás időpontja: 2024.02.21
