Падчас тэрмічнай апрацоўкі алюмінія і алюмініевых сплаваў звычайна ўзнікаюць розныя праблемы, такія як:
- Няправільнае размяшчэнне дэталяў: гэта можа прывесці да дэфармацыі дэталяў, часта з-за недастатковага адводу цяпла асяроддзем загартоўкі з хуткасцю, дастатковай для дасягнення патрэбных механічных уласцівасцей.
-Хуткі нагрэў: гэта можа прывесці да цеплавой дэфармацыі; правільнае размяшчэнне дэталяў дапамагае забяспечыць раўнамерны нагрэў.
-Перагрэў: гэта можа прывесці да частковага плаўлення або эўтэктычнага плаўлення.
-Накіп на паверхні / высокатэмпературнае акісленне.
- Празмернае або недастатковае лячэнне старэння, абодва з якіх могуць прывесці да страты механічных уласцівасцяў.
-Ваганні параметраў часу/тэмпературы/загартоўкі, якія могуць выклікаць адхіленні ў механічных і/або фізічных уласцівасцях дэталяў і партый.
-Акрамя таго, дрэнная аднастайнасць тэмпературы, недастатковы час ізаляцыі і недастатковае астуджэнне падчас тэрмічнай апрацоўкі раствора могуць спрыяць неадэкватным вынікам.
Тэрмічная апрацоўка з'яўляецца найважнейшым цеплавым працэсам у алюмініевай прамысловасці, давайце паглыбімся ў адпаведныя веды.
1.Папярэдняя апрацоўка
Працэсы папярэдняй апрацоўкі, якія паляпшаюць структуру і здымаюць напружанне перад загартоўкай, карысныя для памяншэння скажэнняў. Папярэдняя апрацоўка звычайна ўключае такія працэсы, як сфероидизирующий адпал і адпал для зняцця напружання, а некаторыя таксама выкарыстоўваюць загартоўку і адпуск або нармалізацыю.
Зняцце стрэсу Адпал: Падчас механічнай апрацоўкі могуць узнікнуць рэшткавыя напружанні з-за такіх фактараў, як метады апрацоўкі, узаемадзеянне інструмента і хуткасць рэзання. Нераўнамернае размеркаванне гэтых напружанняў можа прывесці да скажэнняў падчас загартоўкі. Каб змякчыць гэтыя эфекты, перад загартоўкай неабходны адпал для зняцця напружання. Тэмпература адпалу для зняцця напружання звычайна складае 500-700°C. Пры награванні ў паветранай асяроддзі для прадухілення акіслення і абязуглерожвання выкарыстоўваюць тэмпературу 500-550°С з вытрымкай 2-3 гадзіны. Падчас нагрузкі варта ўлічваць дэфармацыю дэталі з-за ўласнай вагі, а іншыя працэдуры падобныя на стандартны адпал.
Папярэдняя тэрмаапрацоўка для паляпшэння структуры: Сюды ўваходзіць сфероидизирующий адпал, загартоўка і адпачынак, нармалізуючая апрацоўка.
-Сфероидизирующий адпал: Неабходная для вугляродзістай інструментальнай сталі і легіраванай інструментальнай сталі падчас тэрмічнай апрацоўкі, структура, атрыманая пасля сфероидизирующего адпалу, значна ўплывае на тэндэнцыю дэфармацыі падчас загартоўкі. Рэгулюючы структуру пасля адпалу, можна паменшыць рэгулярнае скажэнне падчас загартоўкі.
-Іншыя метады папярэдняй апрацоўкі: Для памяншэння скажэнняў, выкліканых загартоўкай, можна выкарыстоўваць розныя метады, такія як загартоўка і адпачынак, нармалізацыя апрацоўкі. Выбар адпаведнай папярэдняй апрацоўкі, такой як загартоўка і адпачынак, нармалізацыя апрацоўкі ў залежнасці ад прычыны дэфармацыі і матэрыялу дэталі можа эфектыўна паменшыць дэфармацыю. Аднак неабходна выконваць асцярожнасць, калі рэшткавыя напружанні і цвёрдасць павялічваюцца пасля загартоўкі, асабліва загартоўка і адпачынак могуць паменшыць пашырэнне падчас загартоўкі для сталей, якія змяшчаюць W і Mn, але мала ўплываюць на памяншэнне дэфармацыі для сталей, такіх як GCr15.
У практычным вытворчасці для эфектыўнага лячэння вельмі важна вызначыць прычыну загартоўвання скажэнняў, няхай гэта будзе з-за рэшткавых напружанняў або дрэннай структуры. Адпал для зняцця напружання павінен праводзіцца для скажэнняў, выкліканых рэшткавымі напружаннямі, у той час як працэдуры, такія як загартоўка, якія змяняюць структуру, не патрэбныя, і наадварот. Толькі тады можна дасягнуць мэты памяншэння скажэнняў загартоўкі, каб знізіць выдаткі і забяспечыць якасць.
2. Аперацыя загартоўкі
Тэмпература загартоўвання: Тэмпература загартоўкі значна ўплывае на скажэнне. Мы можам дасягнуць мэты памяншэння дэфармацыі шляхам рэгулявання тэмпературы загартоўкі, або зарэзерваваны прыпуск на апрацоўку такі ж, як тэмпература загартоўкі для дасягнення мэты памяншэння дэфармацыі, або разумна выбраны і зарэзерваваны прыпуск на апрацоўку і тэмпературу загартоўкі пасля выпрабаванняў тэрмічнай апрацоўкі , каб паменшыць наступны прыпуск на апрацоўку. Уплыў тэмпературы загартоўкі на дэфармацыю загартоўкі звязаны не толькі з матэрыялам, які выкарыстоўваецца ў нарыхтоўцы, але таксама звязаны з памерам і формай нарыхтоўкі. Калі форма і памер нарыхтоўкі моцна адрозніваюцца, хоць матэрыял нарыхтоўкі аднолькавы, тэндэнцыя дэфармацыі пры загартоўцы зусім іншая, і аператар павінен звярнуць увагу на гэтую сітуацыю ў рэальным вытворчасці.
Час вытрымкі тушэння: Выбар часу вытрымкі не толькі забяспечвае дбайны нагрэў і дасягненне патрэбнай цвёрдасці або механічных уласцівасцей пасля загартоўкі, але таксама ўлічвае яго ўплыў на скажэнне. Падаўжэнне часу вытрымкі загартоўкі істотна павялічвае тэмпературу загартоўкі, асабліва гэта прыкметна для сталі з высокім утрыманнем вугляродзістага і хромістай сталі.
Спосабы загрузкі: Калі нарыхтоўка знаходзіцца ў неабгрунтаванай форме падчас нагрэву, гэта прывядзе да дэфармацыі з-за вагі нарыхтоўкі або дэфармацыі з-за ўзаемнай экструзіі паміж нарыхтоўкамі, або дэфармацыі з-за нераўнамернага нагрэву і астуджэння з-за празмернага размяшчэння нарыхтовак.
Спосаб нагрэву: Для нарыхтовак складанай формы і рознай таўшчыні, асабліва з высокім утрыманнем вугляроду і сплаваў, павольны і раўнамерны працэс нагрэву мае вырашальнае значэнне. Выкарыстанне папярэдняга нагрэву часта неабходна, часам патрабуецца некалькі цыклаў папярэдняга нагрэву. Для буйных нарыхтовак, якія не апрацоўваюцца эфектыўна праз папярэдні нагрэў, выкарыстанне каробкавай печы супраціву з кантраляваным нагрэвам можа паменшыць скажэнні, выкліканыя хуткім нагрэвам.
3. Аперацыя астуджэння
Дэфармацыя загартоўвання ў першую чаргу ўзнікае ў выніку працэсу астуджэння. Правільны выбар асяроддзя загартоўкі, умелае кіраванне і кожны этап працэсу астуджэння непасрэдна ўплываюць на дэфармацыю загартоўкі.
Выбар асяроддзя для гашэння: Забяспечваючы жаданую цвёрдасць пасля загартоўкі, варта аддаваць перавагу больш мяккім загартоўчым асяроддзям, каб мінімізаваць скажэнні. Рэкамендуецца выкарыстоўваць нагрэтую ванну для астуджэння (для палягчэння выпроствання, пакуль дэталь яшчэ гарачая) або нават паветранае астуджэнне. Асяроддзі са хуткасцямі астуджэння паміж вадой і алеем таксама могуць замяніць двайныя асяроддзя вада-алей.
— Загартоўка паветраным астуджэннем: Загартоўка паветраным астуджэннем эфектыўная для памяншэння дэфармацыі хуткарэзнай сталі, храмістай прэс-формы і мікрадэфармаванай сталі з паветраным астуджэннем. Для сталі 3Cr2W8V, якая не патрабуе высокай цвёрдасці пасля загартоўкі, загартоўка на паветры таксама можа быць выкарыстана для памяншэння дэфармацыі шляхам належнага рэгулявання тэмпературы загартоўкі.
— Астуджэнне і загартоўка масла: алей з'яўляецца асяроддзем для загартоўкі са значна меншай хуткасцю астуджэння, чым вада, але для тых нарыхтовак з высокай загартоўванасцю, малым памерам, складанай формай і вялікай тэндэнцыяй да дэфармацыі, хуткасць астуджэння алею занадта высокая, але для нарыхтовак з невялікім памерам, але дрэнным прокаливаемость, хуткасць астуджэння алею недастатковая. Каб вырашыць вышэйзгаданыя супярэчнасці і ў поўнай меры выкарыстаць загартоўку ў алеі для памяншэння дэфармацыі нарыхтовак у выніку загартоўкі, людзі прынялі метады рэгулявання тэмпературы алею і павышэння тэмпературы загартоўкі для пашырэння выкарыстання алею.
—Змяненне тэмпературы закалочного масла: выкарыстанне аднолькавай тэмпературы алею для загартоўкі для памяншэння дэфармацыі загартоўкі па-ранейшаму мае наступныя праблемы, гэта значыць, калі тэмпература алею нізкая, дэфармацыя загартоўкі ўсё яшчэ вялікая, а калі тэмпература алею высокая, цяжка пераканацца, што нарыхтоўка пасля загартоўкі цвёрдасці. Пры сумесным уздзеянні формы і матэрыялу некаторых нарыхтовак павышэнне тэмпературы загартоўвання алею можа таксама павялічыць яго дэфармацыю. Такім чынам, вельмі неабходна вызначыць тэмпературу алею для загартоўкі пасля праходжання тэсту ў адпаведнасці з фактычнымі ўмовамі матэрыялу нарыхтоўкі, памерам і формай папярочнага перасеку.
Пры выкарыстанні гарачага алею для загартоўкі, каб пазбегнуць пажару, выкліканага высокай тэмпературай алею, выкліканай загартоўкай і астуджэннем, неабходнае супрацьпажарнае абсталяванне павінна быць абсталявана побач з масляным бакам. Акрамя таго, варта рэгулярна правяраць паказчык якасці алею для гартавання, а таксама своечасова папаўняць або замяняць новае алей.
—Павялічце тэмпературу загартоўкі: Гэты метад падыходзіць для нарыхтовак з вугляродзістай сталі малога папярочнага перасеку і крыху большых нарыхтовак з легаванай сталі, якія не могуць адпавядаць патрабаванням цвёрдасці пасля награвання і захавання цяпла пры нармальных тэмпературах загартоўкі і загартоўцы ў алеі. Адпаведным павышэннем тэмпературы загартоўкі, а затым загартоўкі ў алеі можна дасягнуць эфекту зацвярдзення і памяншэння дэфармацыі. Пры выкарыстанні гэтага метаду для загартоўкі трэба быць асцярожным, каб прадухіліць такія праблемы, як грубасць збожжа, зніжэнне механічных уласцівасцей і тэрміну службы нарыхтоўкі з-за павышэння тэмпературы загартоўкі.
—Класіфікацыя і адпачынак: Калі цвёрдасць пры загартоўцы можа адпавядаць праектным патрабаванням, класіфікацыя і аўстатэмпераванне асяроддзя ў гарачай ванне павінны быць цалкам выкарыстаны для дасягнення мэты памяншэння дэфармацыі пры загартоўцы. Гэты метад таксама эфектыўны для вугляродзістай канструкцыйнай сталі малога сячэння і інструментальнай сталі з нізкай загартоўкай, асабліва для штамповак з хрому і хуткарэзнай сталі з высокай загартоўкай. Класіфікацыя асяроддзя з гарачай ваннай і метад астуджэння адпускання з'яўляюцца асноўнымі метадамі загартоўкі для гэтага віду сталі. Аналагічным чынам ён таксама эфектыўны для тых вугляродзістых і нізкалегаваных канструкцыйных сталей, якія не патрабуюць высокай цвёрдасці пры загартоўцы.
Пры гартаванні гарачай ваннай варта звярнуць увагу на наступныя моманты:
Па-першае, калі алейная ванна выкарыстоўваецца для класіфікацыі і ізатэрмічнай загартоўкі, тэмпература алею павінна строга кантралявацца, каб прадухіліць узнікненне пажару.
Па-другое, пры гартаванні нітратнымі гатункамі соляў рэзервуар для нітратнай солі павінен быць абсталяваны неабходнымі прыборамі і прыладамі для астуджэння вады. Каб даведацца пра іншыя меры засцярогі, звярніцеся да адпаведнай інфармацыі і не буду паўтараць іх тут.
Па-трэцяе, падчас ізатэрмічнай загартоўкі неабходна строга кантраляваць ізатэрмічную тэмпературу. Высокая або нізкая тэмпература не спрыяе памяншэнню дэфармацыі загартоўкі. Акрамя таго, падчас аўстэмпературы трэба выбраць спосаб падвешвання загатоўкі, каб прадухіліць дэфармацыю, выкліканую вагой загатоўкі.
Па-чацвёртае, пры выкарыстанні ізатэрмічнай або градуяванай загартоўкі для выпраўлення формы нарыхтоўкі ў гарачым стане інструменты і прыстасаванні павінны быць цалкам укамплектаваны, а дзеянне павінна быць хуткім падчас працы. Прадухіленне негатыўнага ўплыву на якасць загартоўкі нарыхтоўкі.
Аперацыя астуджэння: Умелае кіраванне падчас працэсу астуджэння аказвае істотны ўплыў на дэфармацыю пры загартоўцы, асабліва калі выкарыстоўваюцца вадзяныя або алейныя асяроддзя для загартоўкі.
-Правільны кірунак паступлення асяроддзя гашэння: Як правіла, сіметрычна збалансаваныя або падоўжаныя стрыжнепадобныя нарыхтоўкі павінны быць вертыкальна загартаваныя ў асяроддзі. Асіметрычныя дэталі можна загартаваць пад вуглом. Правільны кірунак накіраваны на забеспячэнне раўнамернага астуджэння ўсіх частак, пры гэтым участкі больш павольнага астуджэння ўваходзяць у сераду першымі, а затым секцыі больш хуткага астуджэння. Разгляд формы нарыхтоўкі і яе ўплыву на хуткасць астуджэння вельмі важны на практыцы.
-Рух нарыхтовак у асяроддзі загартоўкі: Дэталі, якія павольна астуджаюцца, павінны быць звернутыя да асяроддзя загартоўвання. Загатоўкі сіметрычнай формы павінны ісці ў асяроддзі збалансавана і аднастайна, захоўваючы невялікую амплітуду і хуткі рух. Для тонкіх і выцягнутых нарыхтовак стабільнасць падчас загартоўкі мае вырашальнае значэнне. Пазбягайце разгойдвання і падумайце аб выкарыстанні заціскаў замест дроту для лепшага кантролю.
-Хуткасць загартоўкі: Нарыхтоўкі неабходна хутка загартаваць. У прыватнасці, для тонкіх, падобных на стрыжань нарыхтовак, меншая хуткасць загартоўкі можа прывесці да павелічэння дэфармацыі выгібу і адрозненняў у дэфармацыі паміж секцыямі, загартаванымі ў розны час.
- Кантраляванае астуджэнне: Для нарыхтовак са значнымі розніцамі ў памерах папярочнага перасеку абараніце секцыі, якія хутчэй астуджаюцца, такімі матэрыяламі, як азбеставая вяроўка або металічныя лісты, каб знізіць хуткасць іх астуджэння і дасягнуць раўнамернага астуджэння.
-Час астуджэння ў вадзе: Для нарыхтовак, якія ў асноўным дэфармуюцца з-за структурнага напружання, скараціце час іх астуджэння ў вадзе. Для нарыхтовак, якія ў асноўным падвяргаюцца дэфармацыі з-за тэрмічнага напружання, падоўжыце час іх астуджэння ў вадзе, каб паменшыць дэфармацыю пры загартоўцы.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminium
Час публікацыі: 21 лютага 2024 г
