Током термичке обраде алуминијума и алуминијумских легура, често се јављају различити проблеми, као што су:
-Неправилно постављање делова: Ово може довести до деформације дела, често због недовољног одвођења топлоте медијумом за каљење довољно брзом брзином да би се постигла жељена механичка својства.
-Брзо загревање: Ово може довести до термичке деформације; правилно постављање делова помаже у обезбеђивању равномерног загревања.
-Прегревање: Ово може довести до делимичног топљења или еутектичког топљења.
-Површинско каменовање/оксидација на високој температури.
-Прекомерна или недовољна обрада старења, што може довести до губитка механичких својстава.
-Флуктуације у параметрима времена/температуре/каљења које могу изазвати одступања у механичким и/или физичким својствима између делова и серија.
-Поред тога, лоша уједначеност температуре, недовољно време изолације и неадекватно хлађење током термичке обраде раствором могу допринети неадекватним резултатима.
Термичка обрада је кључни термички процес у индустрији алуминијума, хајде да се позабавимо више сродним знањем.
1. Претходна обрада
Процеси претходне обраде који побољшавају структуру и ублажавају напрезање пре каљења су корисни за смањење деформација. Претходна обрада обично укључује процесе попут сфероидизујућег жарења и жарења за ублажавање напрезања, а неки такође усвајају каљење и отпуштање или нормализацију.
Жарење за ублажавање стресаТоком машинске обраде, заостали напони могу се развити због фактора као што су методе обраде, захват алата и брзине резања. Неравномерна расподела ових напона може довести до деформације током каљења. Да би се ублажили ови ефекти, неопходно је жарење за ублажавање напона пре каљења. Температура за жарење за ублажавање напона је генерално 500-700°C. Приликом загревања у ваздушној средини, користи се температура од 500-550°C са временом задржавања од 2-3 сата како би се спречила оксидација и декарбуризација. Деформација дела услед сопствене тежине треба да се узме у обзир током оптерећења, а остали поступци су слични стандардном жарењу.
Предгревање за побољшање структуреОво укључује сфероидизујуће жарење, каљење и отпуштање, нормализујући третман.
-Сфероидизирајуће жарењеСтруктура добијена након сфероидизујућег жарења, која је неопходна за угљенични алатни челик и легирани алатни челик током термичке обраде, значајно утиче на тренд деформације током каљења. Подешавањем структуре након жарења, може се смањити правилна деформација током каљења.
-Друге методе претходне обрадеРазличите методе могу се користити за смањење дисторзије услед каљења, као што су каљење и отпуштање, нормализација. Избор одговарајуће претходне обраде као што су каљење и отпуштање, нормализација на основу узрока дисторзије и материјала дела може ефикасно смањити дисторзију. Међутим, потребан је опрез због заосталих напона и повећања тврдоће након отпуштања, посебно каљење и отпуштање могу смањити ширење током каљења код челика који садрже W и Mn, али имају мали ефекат на смањење деформације код челика као што је GCr15.
У практичној производњи, идентификовање узрока деформације услед каљења, било да је у питању заостала напрезања или лоша структура, је неопходно за ефикасан третман. Жарење за ублажавање напона треба спровести за деформацију изазвану заосталим напонима, док третмани попут отпуштања који мењају структуру нису неопходни и обрнуто. Само тада се може постићи циљ смањења деформације услед каљења, како би се смањили трошкови и осигурао квалитет.
2. Операција гашења грејања
Температура гашењаТемпература каљења значајно утиче на дисторзију. Циљ смањења деформације можемо постићи подешавањем температуре каљења, или резервисаним додатком за обраду који је исти као и температура каљења да би се постигао циљ смањења деформације, или разумно одабраним и резервисаним додатком за обраду и температуром каљења након испитивања термичке обраде, како би се смањио накнадни додатак за обраду. Утицај температуре каљења на деформацију каљења није повезан само са материјалом који се користи у радном предмету, већ и са величином и обликом радног предмета. Када су облик и величина радног предмета веома различити, иако је материјал радног предмета исти, тренд деформације каљења је сасвим другачији, и оператер треба да обрати пажњу на ову ситуацију у стварној производњи.
Време задржавања при гашењуИзбор времена задржавања не само да обезбеђује темељно загревање и постизање жељене тврдоће или механичких својстава након каљења, већ узима у обзир и његов утицај на деформацију. Продужење времена задржавања при каљењу суштински повећава температуру каљења, посебно изражено код челика са високим садржајем угљеника и високом садржајем хрома.
Методе учитавањаАко се радни комад постави у неразумном облику током загревања, то ће изазвати деформацију због тежине радног комада или деформацију због међусобног избијања између радних комада, или деформацију због неравномерног загревања и хлађења због прекомерног слагања радних комада.
Метода грејањаЗа радне предмете сложеног облика и различите дебљине, посебно оне са високим садржајем угљеника и легираних елемената, кључан је спор и равномеран процес загревања. Често је неопходно коришћење претходног загревања, понекад захтевајући више циклуса претходног загревања. За веће радне предмете који нису ефикасно обрађени предгревањем, коришћење кутијасте отпорне пећи са контролисаним загревањем може смањити деформације узроковане брзим загревањем.
3. Хлађење
Деформација каљења првенствено је резултат процеса хлађења. Правилан избор медијума за каљење, вешто руковање и сваки корак процеса хлађења директно утичу на деформацију каљења.
Избор медијума за каљењеУз обезбеђивање жељене тврдоће након каљења, требало би дати предност блажим медијима за каљење како би се минимизирале деформације. Препоручује се коришћење загрејаних медијума за хлађење (ради олакшавања исправљања док је део још врућ) или чак хлађење ваздухом. Медијуми са брзинама хлађења између воде и уља такође могу заменити двоструке медијуме вода-уље.
—Каљење ваздушним хлађењемКаљење ваздушним хлађењем је ефикасно за смањење деформације каљења брзорезног челика, хромног челика за калуп и микродеформационог челика хлађеног ваздушним хлађењем. За челик 3Cr2W8V који не захтева високу тврдоћу након каљења, каљење ваздушним хлађењем се такође може користити за смањење деформације правилним подешавањем температуре каљења.
— Хлађење и каљење уљаУље је медијум за каљење са много нижом брзином хлађења од воде, али за радне комаде са високом каљивошћу, малом величином, сложеним обликом и великом тенденцијом ка деформацији, брзина хлађења уља је превисока, док за радне комаде мале величине, али са лошом каљивошћу, брзина хлађења уља није довољна. Да би се решиле горе наведене контрадикције и у потпуности искористило каљење уља за смањење деформације каљења радних комада, људи су усвојили методе подешавања температуре уља и повећања температуре каљења како би проширили употребу уља.
— Промена температуре уља за каљењеКоришћење исте температуре уља за каљење ради смањења деформације каљења и даље има следеће проблеме, наиме, када је температура уља ниска, деформација каљења је и даље велика, а када је температура уља висока, тешко је осигурати тврдоћу радног комада након каљења. Под комбинованим утицајем облика и материјала неких радних комада, повећање температуре уља за каљење такође може повећати његову деформацију. Стога је веома важно одредити температуру уља за каљење након што је прошао тест према стварним условима материјала радног комада, величини попречног пресека и облику.
Када се за гашење користи вруће уље, како би се избегао пожар изазван високом температуром уља услед гашења и хлађења, потребна опрема за гашење пожара треба да буде опремљена у близини резервоара за уље. Поред тога, индекс квалитета уља за гашење треба редовно проверавати, а ново уље треба благовремено допуњавати или замењивати.
— Повећајте температуру каљењаОва метода је погодна за радне комаде од угљеничног челика малог попречног пресека и нешто веће радне комаде од легираног челика који не могу да испуне захтеве тврдоће након загревања и очувања топлоте на нормалним температурама каљења и каљења у уљу. Одговарајућим повећањем температуре каљења, а затим каљењем у уљу, може се постићи ефекат очвршћавања и смањења деформације. Приликом коришћења ове методе за каљење, треба водити рачуна да се спрече проблеми као што су грубљење зрна, смањење механичких својстава и века трајања радног комада услед повећања температуре каљења.
—Класификација и каљењеКада тврдоћа каљења може да задовољи захтеве пројектовања, класификација и изотермично каљење медијума вруће купке треба у потпуности искористити да би се постигао циљ смањења деформације каљења. Ова метода је такође ефикасна за угљенични конструкциони челик мале каљивости, малих пресека и алатни челик, посебно за челик за каљење који садржи хром и брзорезне челике са високом каљивошћу. Класификација медијума вруће купке и метод хлађења изотермичким каљењем су основне методе каљења за ову врсту челика. Слично томе, ефикасна је и за оне угљеничне челике и нисколегиране конструкционе челике којима није потребна висока тврдоћа каљења.
Приликом гашења врућом купком, треба обратити пажњу на следећа питања:
Прво, када се уљна купка користи за градирање и изотермно каљење, температура уља треба строго контролисати како би се спречила појава пожара.
Друго, приликом каљења са нитратним сољем, резервоар за нитратну со треба да буде опремљен потребним инструментима и уређајима за водено хлађење. За остале мере предострожности, погледајте релевантне информације и нећемо их овде понављати.
Треће, изотермну температуру треба строго контролисати током изотермног каљења. Висока или ниска температура не доприносе смањењу деформације каљења. Поред тога, током изотермног каљења, треба одабрати начин вешања радног предмета како би се спречила деформација изазвана тежином радног предмета.
Четврто, када се користи изотермно или степенасто каљење за корекцију облика радног предмета док је врућ, алати и причвршћивачи треба да буду потпуно опремљени, а акција треба да буде брза током рада. Спречите негативне ефекте на квалитет каљења радног предмета.
ХлађењеВешто руковање током процеса хлађења има значајан утицај на деформацију каљења, посебно када се користе вода или уље за каљење.
-Правилан смер уласка медијума за каљењеТипично, симетрично уравнотежени или издужени шипкасти радни комади требају се вертикално калити у медијум. Асиметрични делови могу се калити под углом. Исправан смер има за циљ да обезбеди равномерно хлађење свих делова, при чему спорије области хлађења прво улазе у медијум, а затим следе делови са бржим хлађењем. Узимање у обзир облика радног комада и његовог утицаја на брзину хлађења је од виталног значаја у пракси.
-Кретање радних предмета у медијуму за каљењеСпоро хлађени делови треба да буду окренути ка медијуму за каљење. Симетрично обликовани радни предмети треба да прате уравнотежену и једнолику путању у медијуму, одржавајући малу амплитуду и брзо кретање. За танке и издужене радне предмете, стабилност током каљења је кључна. Избегавајте њихање и размотрите употребу стезаљки уместо жичаног везивања ради боље контроле.
-Брзина гашењаОбрадке треба брзо калити. Посебно код танких, шипкастих обрадака, спорије брзине каљења могу довести до повећане деформације савијања и разлика у деформацији између делова који се кале у различито време.
-Контролисано хлађењеЗа радне предмете са значајним разликама у величини попречног пресека, заштитите делове који се брже хладе материјалима попут азбестног ужета или металних лимова како бисте смањили брзину њиховог хлађења и постигли равномерно хлађење.
-Време хлађења у водиЗа радне предмете који се углавном деформишу услед структурног напрезања, скратите време хлађења у води. За радне предмете који се првенствено деформишу услед термичког напрезања, продужите време хлађења у води како бисте смањили деформацију услед каљења.
Уредила Меј Ђијанг из МАТ Алуминијума
Време објаве: 21. фебруар 2024.
