Деталі з литого алюмінію є широко використовуваним матеріалом у промисловому виробництві, широко використовується в таких галузях, як авіація, автомобілебудування та будівництво. Однак деталі з литого алюмінію часто потребують термічної обробки в процесі виробництва. Отже, навіщо робити алюмінійлиттячи потрібно пройти термічну обробку?
1, Важливість термообробки литих алюмінієвих деталей
Металографічна структура литого алюмінієвого сплаву більш груба, ніж у деформованого алюмінієвого сплаву, тому вона також відрізняється під час термічної обробки. Перший має довший час ізоляції, зазвичай більше 2 годин, а другий має менший час ізоляції, деяким потрібно лише кілька десятків хвилин. Оскільки виливки, виготовлені литтям у металеві форми, литтям під низьким-тиском і литтям при диференціальному тиску, твердіють за відносно високих швидкостей охолодження та тиску, його кристалічна структура набагато тонша, ніж у виливків, виготовлених литтям з гіпсу та піску, тому час термообробки ізоляції також значно коротший. Іншою відмінністю між литим алюмінієвим сплавом і деформованим алюмінієвим сплавом є нерівномірна товщина стінок, складні структурні форми, такі як неправильні поперечні -перерізи або внутрішні канали. Для того, щоб гарантувати відсутність деформації або розтріскування під час термічної обробки, спеціальні пристосування іноді розроблені для захисту, а температура середовища для гарту також вища, ніж температура деформованого алюмінієвого сплаву. Тому штучне старіння, як правило, використовується для скорочення циклу термічної обробки та покращення характеристик виливків.
Метою термічної обробки для лиття алюмінієвих сплавів є покращення механічних властивостей і стійкості до корозії, стабілізація розмірів і підвищення продуктивності процесу, наприклад оброблюваності та зварюваності. Оскільки механічні властивості багатьох литих алюмінієвих сплавів не можуть відповідати вимогам до використання, за винятком сплавів ZL102 на основі Al Si, ZL302 на основі Al Mg і ZL401 на основі Al Zn, усі інші сплави з литого алюмінію потребують термічної обробки для подальшого покращення механічних та інших характеристик виливків. Його специфічні функції включають такі аспекти:
(1) Усунення внутрішньої напруги, спричиненої нерівномірною швидкістю охолодження під час кристалізації та затвердіння виливків через такі причини, як нерівномірна товщина стінки та товсті з’єднання;
(2) Підвищення міцності та твердості сплаву, покращення металографічної структури та забезпечення певної пластичності, властивостей різання та зварювання сплаву;
(3) Стабілізація структури та розміру виливків, запобігання та усунення змін об’єму, викликаних високо-температурним фазовим перетворенням; 4) Усунути міжзернову та композиційну сегрегацію для гомогенізації структури.
2, Основні положення методів термічної обробки та техніки обробки лиття алюмінієвих сплавів
Методи термічної обробки для лиття алюмінієвих сплавів наразі включають відпал, загартування [обробка розчином], старіння та циклічну обробку, які описані таким чином:
(1) Відпал. Функція відпалу полягає в усуненні ливарної напруги та внутрішньої напруги, спричиненої механічною обробкою виливків, стабілізації форми та розміру оброблених деталей і сфероїдізації деяких кристалів Si в сплавах Al Si, покращуючи пластичність сплаву. Процес включає в себе нагрівання відливки з алюмінієвого сплаву до 280-300 градусів, витримку протягом 2-3 годин і охолодження в печі до кімнатної температури. Це дозволяє твердому розчину повільно розкладатися, а другим частинкам агрегувати, тим самим усуваючи внутрішню напругу відливки, досягаючи стабільного розміру, покращуючи пластичність і зменшуючи деформацію. Код статусу термічної обробки – Т2.
(2) Загартування. Гасіння також відоме як обробка розчином або швидке охолодження. Процес полягає в нагріванні відливки з алюмінієвого сплаву до відносно високої температури (зазвичай близької до точки плавлення евтектики, переважно вище 500 градусів), утримуванні протягом більше 2 годин і повному розчиненні розчинних фаз у сплаві. Потім виливок швидко гартують у воді при температурі 60-100 градусів і за рахунок швидкого охолодження закріплюють зміцнюючою фазою, яка максимально розчиняється в сплаві, і зберігають при кімнатній температурі.
(3) Своєчасність. Процес передбачає нагрівання загартованих відливок із алюмінієвого сплаву до певної температури, витримку протягом певного періоду часу, а потім охолодження повітрям до кімнатної температури для розкладання перенасиченого твердого розчину та стабілізації структури матриці сплаву.
Обробку часу можна розділити на дві категорії: природну обробку часу та штучну обробку часу. Природне старіння - це процес посилення старіння при кімнатній температурі. Штучну ефективність часу можна розділити на три види: неповну штучну ефективність часу, повну штучну ефективність часу та ефективність у часі.
① Неповна штучна ефективність часу. Нагрійте лиття до 150-170 градусів (нижча температура) і витримайте протягом 3-5 годин, щоб отримати кращу міцність на розрив, хорошу пластичність і в'язкість, але зі зниженою стійкістю до корозії.
② Повністю штучна ефективність часу. Нагрійте виливок до 175-185 градусів (при більш високих температурах) і витримайте 5-24 години, щоб отримати достатню міцність на розрив, тобто найвищу твердість, але швидкість подовження зменшується.
③ Термін минув. Також відомий як стабілізаційний відпуск. Процес передбачає нагрівання відливки до 190~-230 градусів і витримку протягом 4~9 годин, щоб зменшити її міцність і підвищити її пластичність, щоб досягти кращої стійкості до корозії під напругою.
