Odlévané hliníkové díly jsou běžně používaným materiálem v průmyslové výrobě, široce používaným v oborech, jako je letectví, automobilový průmysl a stavebnictví. Odlévané hliníkové díly však často vyžadují tepelné zpracování během výrobního procesu. Tak proč hliníkodléváníje třeba podstoupit tepelnou úpravu?
1, Význam tepelného zpracování hliníkových odlitků
Metalografická struktura lité hliníkové slitiny je hrubší než u deformované hliníkové slitiny, takže se liší i při tepelném zpracování. První má delší dobu izolace, obvykle více než 2 hodiny, zatímco druhá má dobu izolace kratší, některým stačí pár desítek minut. Protože odlitky vyrobené litím do kovových forem, nízkotlakým litím a litím s diferenčním tlakem tuhnou při relativně vysokých rychlostech ochlazování a tlakech, je krystalová struktura mnohem jemnější než u odlitků vyrobených litím sádry a litím do písku, takže doba izolace tepelného zpracování je také mnohem kratší. Dalším rozdílem mezi litou hliníkovou slitinou a deformovanou hliníkovou slitinou je nerovnoměrná tloušťka stěny, složité konstrukční tvary, jako jsou nepravidelné průřezy{5}} nebo vnitřní kanály. Aby se zajistilo, že během tepelného zpracování nedochází k deformaci nebo praskání, jsou někdy pro ochranu navrženy speciální přípravky a teplota kalícího média je také vyšší než u deformované hliníkové slitiny. Proto se obecně používá umělé stárnutí ke zkrácení cyklu tepelného zpracování a zlepšení výkonu odlitků.
Účelem tepelného zpracování pro odlévání hliníkových slitin je zlepšit mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi, stabilizovat rozměry a zlepšit výkonnost procesu, jako je obrobitelnost a svařitelnost. Protože mechanické vlastnosti mnoha slitin hliníku na odlévání nemohou splnit požadavky pro použití, s výjimkou slitin ZL102 na bázi Al Si, ZL302 na bázi Al Mg a ZL401 na bázi Al Zn, všechny ostatní slitiny litého hliníku musí projít tepelným zpracováním, aby se dále zlepšily mechanické a jiné vlastnosti odlitků. Jeho specifické funkce zahrnují následující aspekty:
(1) Eliminovat vnitřní pnutí způsobené nerovnoměrnou rychlostí ochlazování během krystalizace a tuhnutí odlitků z důvodů, jako je nerovnoměrná tloušťka stěny a silné spoje;
(2) Zvýšit pevnost a tvrdost slitiny, zlepšit metalografickou strukturu a zajistit, aby slitina měla určitou plasticitu, řezné a svařovací vlastnosti;
(3) Stabilizovat strukturu a velikost odlitků, předcházet a eliminovat objemové změny způsobené vysoko-teplotní fázovou transformací; 4) Eliminujte intergranulární a kompoziční segregaci pro homogenizaci struktury.
2, Klíčové body metod tepelného zpracování a provozní techniky pro odlévání hliníkových slitin
Metody tepelného zpracování pro odlévání hliníkových slitin v současnosti zahrnují žíhání, kalení [roztoková úprava], stárnutí a cyklické zpracování, které jsou popsány následovně:
(1) Žíhání. Funkcí žíhání je eliminovat licí napětí a vnitřní pnutí způsobené mechanickým zpracováním v odlitcích, stabilizovat tvar a velikost obráběných součástí a sféroidizovat některé krystaly Si ve slitinách Al Si, čímž se zlepší plasticita slitiny. Proces zahrnuje zahřátí odlitku z hliníkové slitiny na 280-300 stupňů, držení po dobu 2-3 hodin a ochlazení v peci na pokojovou teplotu. To umožňuje, aby se pevný roztok pomalu rozkládal a druhé částice agregovaly, čímž se eliminuje vnitřní pnutí odlitku, dosahuje se stabilní velikosti, zlepšuje se plasticita a snižuje se deformace. Stavový kód tepelného zpracování je T2.
(2) Kalení. Kalení je také známé jako úprava roztokem nebo úprava rychlým chlazením. Proces spočívá v zahřátí odlitku z hliníkové slitiny na relativně vysokou teplotu (obvykle blízkou bodu tání eutektika, většinou nad 500 stupňů), držení po dobu delší než 2 hodiny a úplné rozpuštění rozpustných fází ve slitině. Poté se odlitek rychle ochladí ve vodě při 60-100 stupních a díky rychlému ochlazení se zafixuje zpevňovací fází, která se v maximální míře rozpustí ve slitině a skladuje při pokojové teplotě.
(3) Včasnost. Proces zahrnuje zahřátí kalených odlitků z hliníkové slitiny na určitou teplotu, jejich držení po určitou dobu a následné ochlazení vzduchem na pokojovou teplotu, aby se rozložil přesycený pevný roztok a stabilizovala se struktura matrice slitiny.
Zpracování času lze rozdělit do dvou kategorií: přirozené zpracování času a umělé zpracování času. Přirozené stárnutí je proces posilování stárnutí při pokojové teplotě. Účinnost umělého času lze rozdělit do tří typů: neúplná umělá časová účinnost, úplná umělá časová účinnost a účinnost v průběhu času.
① Neúplná umělá časová efektivita. Zahřejte odlitek na 150-170 stupňů (nižší teplota) a držte po dobu 3-5 hodin, abyste získali lepší pevnost v tahu, dobrou plasticitu a houževnatost, ale se sníženou odolností proti korozi.
② Zcela umělá časová efektivita. Odlitek zahřejte na 175-185 stupňů (při vyšších teplotách) a držte 5-24 hodin, abyste získali dostatečnou pevnost v tahu, tj. nejvyšší tvrdost, ale snižuje se rychlost protažení.
③ Vypršel časový limit. Také známé jako stabilizační temperování. Proces zahrnuje zahřátí odlitku na 190~-230 stupňů a jeho držení po dobu 4~9 hodin, aby se snížila jeho pevnost a zlepšila se jeho plasticita, aby se dosáhlo lepší odolnosti proti korozi namáháním.
