Aluminijska legura važan je konstrukcijski materijal s izvrsnim mehaničkim svojstvima i otpornošću na koroziju. Kako bi se dodatno poboljšala učinkovitost aluminijskih legura, obično je potrebna toplinska obrada. Toplinska obrada lijevane aluminijske legure odnosi se na proces zagrijavanja lijevane aluminijske legure na određenu temperaturu, održavajući je neko vrijeme, a zatim hladeći.
Glavne svrhe toplinske obrade za lijevanje aluminijskih legura su sljedeće:
1. Poboljšajte mehanička svojstva materijala: Toplinskom obradom, čvrstoća, tvrdoća i otpornost na trošenje aluminijskih legura mogu se poboljšati kako bi se zadovoljili zahtjevi različitih inženjerskih primjena.
2. Uklanjanje unutarnjeg naprezanja u materijalima: Tijekom procesa lijevanja aluminijskih legura, zbog spore brzine hlađenja
3. Poboljšajte otpornost materijala na koroziju: aluminijske legure stvaraju gusti oksidni film tijekom toplinske obrade, što može učinkovito poboljšati otpornost materijala na koroziju i produljiti njihov vijek trajanja.
Proces toplinske obrade za lijevanje aluminijskih legura obično uključuje sljedeće korake:
1. Grijanje: Stavite dijelove od lijevane aluminijske legure u peć za zagrijavanje kako biste postigli željenu temperaturu toplinske obrade. Izbor temperature i vremena zagrijavanja ovisi o sastavu aluminijske legure i traženim svojstvima.
2. Izolacija: Nakon zagrijavanja na željenu temperaturu, održavajte je neko vrijeme kako biste postigli ravnomjerno toplinsko ravnotežno stanje unutarnje strukture aluminijske legure. Duljina vremena izolacije također je jedan od važnih čimbenika koji utječu na učinak toplinske obrade.
3. Hlađenje: Odaberite odgovarajući način hlađenja prema specifičnim zahtjevima. Uobičajene metode hlađenja uključuju kaljenje vodom, kaljenje uljem i prirodno hlađenje. Različite metode hlađenja imaju različite učinke na performanse aluminijskih legura.
Četiri glavna procesa toplinske obrade:
1. Tretman žarenja: Proces zagrijavanja odljevaka od aluminijske legure na relativno visoku temperaturu, obično oko 300 stupnjeva, zadržavanje određeno vrijeme, a zatim njihovo hlađenje u peći na sobnu temperaturu naziva se žarenje. Tijekom procesa žarenja, čvrsta otopina se razgrađuje i čestice druge faze agregiraju, što može eliminirati unutarnje naprezanje odljevka, stabilizirati veličinu odljevka, smanjiti deformacije i povećati plastičnost odljevka.
2. Obrada otopinom: Zagrijavanje odljevka na najvišu moguću temperaturu, blizu tališta eutektike, održavanje na ovoj temperaturi dovoljno dugo, a zatim brzo hlađenje kako bi se maksimiziralo otapanje komponenti za ojačavanje. Ovo visokotemperaturno stanje je fiksirano i pohranjeno na sobnoj temperaturi, a taj se proces naziva obrada otopinom. Obrada krutom otopinom može poboljšati čvrstoću i plastičnost odljevaka i povećati otpornost legura na koroziju.
3. Tretman starenjem: Proces zagrijavanja odljevka tretiranog čvrstom otopinom na određenu temperaturu, držanje određeno vrijeme, zatim vađenje iz peći i polagano hlađenje na sobnu temperaturu na zraku naziva se starenjem. Ako se ojačavanje starenjem provodi na sobnoj temperaturi, naziva se prirodnim starenjem; ako se ojačavanje starenjem provodi iznad sobne temperature i drži određeno vrijeme, naziva se umjetnim starenjem. Tretman starenjem je spontani proces razgradnje prezasićene čvrste otopine, koji vraća rešetku matrice legure u relativno stabilno stanje.
4. Hladna i vruća ciklična obrada: odljevci koji su bili podvrgnuti hladnoj i vrućoj cikličkoj obradi mogu doživjeti skupljanje i širenje rešetke krute otopine zbog višestrukih procesa zagrijavanja i hlađenja, što rezultira blagim pomakom rešetke svake faze i stabilnijim stanjem čestica druge faze, čime se poboljšava dimenzionalna stabilnost odljevka i čini ga prikladnim za proizvodnju preciznih dijelova.
Tijekom toplinske obrade treba obratiti pozornost na tri važne točke:
1. Kontrola temperature: Tijekom procesa zagrijavanja, potrebno je strogo kontrolirati temperaturu kako bi se izbjegle pretjerano visoke ili niske temperature, kako bi se izbjegli štetni učinci na performanse aluminijske legure.
2. Vrijeme izolacije: Duljina vremena izolacije izravno utječe na strukturu i svojstva aluminijske legure. Predugo ili nedovoljno vrijeme izolacije može dovesti do nezadovoljavajućih rezultata toplinske obrade.
3. Brzina hlađenja: Različite brzine hlađenja imat će različite učinke na mikrostrukturu i svojstva aluminijskih legura. Prikladne metode hlađenja i brzine potrebno je odabrati prema specifičnim zahtjevima.
