Aliuminio ir aliuminio lydinių terminio apdorojimo metu dažnai susiduriama su įvairiomis problemomis, tokiomis kaip:
-Netinkamas detalės išdėstymas: dėl to detalė gali deformuotis, dažnai dėl to, kad aušinimo terpė nepakankamai greitai pašalina šilumą, kad būtų pasiektos norimos mechaninės savybės.
- Greitas kaitinimas: dėl to gali atsirasti terminė deformacija; tinkamas dalių išdėstymas padeda užtikrinti tolygų kaitinimą.
- Perkaitimas: dėl to gali įvykti dalinis arba eutektinis lydymasis.
-Paviršiaus apnašos / oksidacija aukštoje temperatūroje.
- Pernelyg didelis arba nepakankamas sendinimo apdorojimas, dėl kurio gali sumažėti mechaninės savybės.
- Laiko / temperatūros / grūdinimo parametrų svyravimai, dėl kurių gali nukrypti mechaninės ir (arba) fizikinės savybės tarp dalių ir partijų.
Be to, prastas temperatūros vienodumas, nepakankamas izoliacijos laikas ir nepakankamas aušinimas tirpalo terminio apdorojimo metu gali lemti nepakankamus rezultatus.
Terminis apdorojimas yra labai svarbus terminis procesas aliuminio pramonėje, pasigilinkime į daugiau susijusių žinių.
1.Išankstinis apdorojimas
Išankstinio apdorojimo procesai, kurie pagerina struktūrą ir pašalina įtempius prieš gesinimą, yra naudingi deformacijos mažinimui. Išankstinis apdorojimas paprastai apima tokius procesus kaip sferoidinis atkaitinimas ir įtempių mažinimo atkaitinimas, o kai kurie taip pat taiko gesinimą ir atleidimą arba normalizavimą.
Įtempių mažinimo atkaitinimasApdirbimo metu dėl tokių veiksnių kaip apdirbimo metodai, įrankių sukibimas ir pjovimo greitis gali susidaryti liekamieji įtempiai. Netolygus šių įtempių pasiskirstymas gali sukelti deformacijas grūdinimo metu. Siekiant sušvelninti šį poveikį, prieš grūdinimą būtina atlikti įtempių mažinimo atkaitinimą. Įtempių mažinimo atkaitinimo temperatūra paprastai yra 500–700 °C. Kaitinant ore, naudojama 500–550 °C temperatūra ir 2–3 valandų palaikymo laikas, kad būtų išvengta oksidacijos ir dekarbiarizacijos. Apkrovimo metu reikia atsižvelgti į detalės deformaciją dėl savasties svorio, o kitos procedūros yra panašios į standartinį atkaitinimą.
Išankstinis terminis apdorojimas struktūros gerinimuiTai apima sferoidinį atkaitinimą, gesinimą ir atleidimą, normalizuojantį apdorojimą.
-Sferoidizuojantis atkaitinimasSferoidininio atkaitinimo metu gauta struktūra yra labai svarbi anglinio ir legiruotojo įrankinio plieno terminio apdorojimo metu, ji daro didelę įtaką deformacijos tendencijai grinimo metu. Reguliuojant po atkaitinimo gautą struktūrą, galima sumažinti reguliariąją deformaciją grinimo metu.
-Kiti išankstinio apdorojimo metodaiGrūdinimo metu atsirandančiai deformacijai sumažinti gali būti taikomi įvairūs metodai, pavyzdžiui, grūdinimas ir atleidimas, normalizuojantis apdorojimas. Tinkamo išankstinio apdorojimo, pvz., grūdinimo ir atleidimo, normalizavimo apdorojimo, pasirinkimas atsižvelgiant į deformacijos priežastį ir detalės medžiagą gali veiksmingai sumažinti deformaciją. Tačiau reikia būti atsargiems dėl liekamųjų įtempių ir kietumo padidėjimo po atleidimo, ypač grūdinimas ir atleidimas gali sumažinti plėtimąsi grūdinimo metu plienams, kuriuose yra W ir Mn, tačiau mažai veikia deformacijos mažinimą plienams, tokiems kaip GCr15.
Praktinėje gamyboje, norint efektyviai apdoroti, labai svarbu nustatyti gesinimo metu atsirandančios deformacijos priežastį, nesvarbu, ar ją lemia liekamieji įtempiai, ar prasta struktūra. Įtempių mažinimo atkaitinimas turėtų būti atliekamas deformacijoms, kurias sukelia liekamieji įtempiai, o toks apdorojimas kaip atleidimas, keičiantis struktūrą, nėra būtinas ir atvirkščiai. Tik tokiu atveju galima pasiekti gesinimo metu atsirandančios deformacijos mažinimo tikslą, sumažinti sąnaudas ir užtikrinti kokybę.
2. Šildymo režimo gesinimas
Grūdinimo temperatūraGrūdinimo temperatūra daro didelę įtaką deformacijai. Deformacijos mažinimo tikslą galime pasiekti reguliuodami gesinimo temperatūrą arba rezervuodami apdirbimo toleranciją, kuri yra tokia pati kaip gesinimo temperatūra, kad būtų pasiektas deformacijos mažinimo tikslas, arba pagrįstai parinkdami ir rezervuodami apdirbimo toleranciją bei gesinimo temperatūrą po terminio apdorojimo bandymų, kad sumažintume vėlesnį apdirbimo toleranciją. Grūdinimo temperatūros poveikis gesinimo deformacijai yra susijęs ne tik su ruošinio medžiaga, bet ir su ruošinio dydžiu bei forma. Kai ruošinio forma ir dydis labai skiriasi, nors ruošinio medžiaga yra ta pati, gesinimo deformacijos tendencija yra gana skirtinga, ir operatorius turėtų atkreipti dėmesį į šią situaciją realioje gamyboje.
Gesinimo laikymo laikasParenkant laikymo laiką ne tik užtikrinamas kruopštus kaitinimas ir norimo kietumo ar mechaninių savybių pasiekimas po grūdinimo, bet ir atsižvelgiama į jo poveikį deformacijai. Grūdinimo laikymo laiko pailginimas iš esmės padidina grūdinimo temperatūrą, ypač ryškiai tai pastebima plienams su dideliu anglies ir chromo kiekiu.
Pakrovimo metodaiJei ruošinys kaitinimo metu bus nepagrįstai išdėstytas, jis deformuosis dėl ruošinio svorio, dėl abipusio ruošinių išstūmimo arba dėl netolygaus kaitinimo ir aušinimo dėl per didelio ruošinių sudėjimo.
Šildymo metodasSudėtingos formos ir įvairaus storio ruošiniams, ypač tiems, kuriuose yra daug anglies ir legiruotų elementų, labai svarbus lėtas ir tolygus kaitinimo procesas. Dažnai būtina naudoti išankstinį pašildymą, kartais prireikia kelių išankstinio pašildymo ciklų. Didesniems ruošiniams, kurių negalima efektyviai apdoroti išankstiniu pašildymu, naudojant dėžės varžinę krosnį su kontroliuojamu kaitinimu, galima sumažinti greito kaitinimo sukeliamą deformaciją.
3. Aušinimo režimas
Grūdinimo deformacija pirmiausia atsiranda dėl aušinimo proceso. Tinkamas grūdinimo terpės pasirinkimas, sumanus valdymas ir kiekvienas aušinimo proceso žingsnis tiesiogiai veikia grūdinimo deformaciją.
Gesinimo terpės pasirinkimasSiekiant užtikrinti norimą kietumą po grūdinimo, reikėtų rinktis švelnesnes grūdinimo terpes, kad būtų kuo mažiau deformacijų. Rekomenduojama naudoti šildomas vonios terpes aušinimui (kad būtų lengviau tiesinti detalę, kol ji dar karšta) arba net aušinimą oru. Terpės, kurių aušinimo greitis yra tarp vandens ir aliejaus, taip pat gali pakeisti vandens ir aliejaus dvigubas terpes.
—Oro aušinimo gesinimasGrūdinimas oru efektyviai sumažina greitapjovio plieno, chromuoto plieno ir mikrodeformuoto oro aušinimo plieno deformaciją gesinimo metu. 3Cr2W8V plienui, kuriam po grūdinimo nereikia didelio kietumo, gesinimas oru taip pat gali būti naudojamas deformacijai sumažinti tinkamai reguliuojant gesinimo temperatūrą.
—Aliejaus aušinimas ir gesinimasAliejus yra grūdinimo terpė, kurios aušinimo greitis yra daug mažesnis nei vandens, tačiau ruošiniams, pasižymintiems dideliu grūdinamumu, mažu dydžiu, sudėtinga forma ir didele deformacijos tendencija, alyvos aušinimo greitis yra per didelis, o ruošiniams, kurie yra maži, bet prastai grūdinami, alyvos aušinimo greitis yra nepakankamas. Siekdami išspręsti minėtus prieštaravimus ir visapusiškai išnaudoti alyvos gesinimą, kad sumažintų ruošinių grūdinimo deformaciją, žmonės pritaikė alyvos temperatūros reguliavimo ir grūdinimo temperatūros didinimo metodus, kad išplėstų alyvos panaudojimą.
—Aušinimo alyvos temperatūros keitimasNaudojant tą pačią alyvos temperatūrą gesinimo metu, siekiant sumažinti gesinimo deformaciją, vis tiek kyla šios problemos: esant žemai alyvos temperatūrai, gesinimo deformacija vis tiek yra didelė, o esant aukštai alyvos temperatūrai, sunku užtikrinti ruošinio kietumą po gesinimo. Dėl kai kurių ruošinių formos ir medžiagos bendro poveikio, gesinimo alyvos temperatūros didinimas taip pat gali padidinti jo deformaciją. Todėl labai svarbu nustatyti gesinimo alyvos temperatūrą po bandymo, atsižvelgiant į faktines ruošinio medžiagos, skerspjūvio dydžio ir formos sąlygas.
Naudojant karštą alyvą gesinimui, siekiant išvengti gaisro, kurį sukelia aukšta alyvos temperatūra gesinimo ir aušinimo metu, šalia alyvos bako turi būti įrengta reikiama gaisro gesinimo įranga. Be to, gesinimo alyvos kokybės indeksas turi būti reguliariai tikrinamas, o alyva laiku papildoma arba pakeičiama nauja.
— Padidinkite gesinimo temperatūrąŠis metodas tinka mažo skerspjūvio anglinio plieno ruošiniams ir šiek tiek didesniems legiruotojo plieno ruošiniams, kurie po kaitinimo ir šilumos palaikymo įprastoje gesinimo temperatūroje ir grūdinimo alyvoje neatitinka kietumo reikalavimų. Tinkamai padidinus gesinimo temperatūrą ir po to grūdinant alyvoje, galima pasiekti grūdinimo ir deformacijos mažinimo efektą. Naudojant šį grūdinimo metodą, reikia stengtis išvengti problemų, tokių kaip grūdelių šiurkštėjimas, mechaninių savybių ir ruošinio tarnavimo laiko sumažėjimas dėl padidėjusios gesinimo temperatūros.
—Klasifikavimas ir griežtinimasKai gesinimo kietumas atitinka projektavimo reikalavimus, karšto vonios terpės klasifikavimas ir austemperavimas turėtų būti visapusiškai išnaudotas, siekiant sumažinti gesinimo deformaciją. Šis metodas taip pat veiksmingas mažai grūdinamam, mažo profilio angliniam konstrukciniam plienui ir įrankiniam plienui, ypač chromo turinčiam štampo plienui ir didelio grūdinamumo greitapjovio plieno ruošiniams. Karšto vonios terpės klasifikavimas ir austemperavimo aušinimo metodas yra pagrindiniai šio tipo plieno gesinimo metodai. Jis taip pat veiksmingas tiems angliniams plienams ir mažai legiruotiems konstrukciniams plienams, kuriems nereikia didelio gesinimo kietumo.
Malšinant karštą vonią, reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:
Pirma, kai alyvos vonia naudojama gradavimui ir izoterminiam gesinimui, alyvos temperatūra turi būti griežtai kontroliuojama, kad būtų išvengta gaisro.
Antra, gesinant nitratų druskomis, nitratų druskos bake turi būti įrengti reikalingi prietaisai ir vandens aušinimo įtaisai. Dėl kitų atsargumo priemonių žr. atitinkamą informaciją ir jų čia nekartosime.
Trečia, izoterminė temperatūra izoterminio gesinimo metu turėtų būti griežtai kontroliuojama. Aukšta arba žema temperatūra nepadeda sumažinti gesinimo deformacijos. Be to, austemperavimo metu ruošinio pakabinimo būdas turėtų būti parinktas taip, kad būtų išvengta ruošinio svorio sukeltos deformacijos.
Ketvirta, naudojant izoterminį arba laipsnišką grūdinimą karšto ruošinio formai koreguoti, įrankiai ir tvirtinimo elementai turi būti pilnai įrengti, o veikimo metu veiksmai turi būti greiti. Taip išvengiama neigiamo poveikio ruošinio grūdinimo kokybei.
Aušinimo režimasĮgudęs darbas aušinimo proceso metu turi didelę įtaką gesinimo deformacijai, ypač kai naudojamos vandens arba aliejaus gesinimo terpės.
- Teisinga gesinimo terpės įvedimo kryptisPaprastai simetriškai subalansuoti arba pailgi strypo formos ruošiniai turėtų būti grūdinami vertikaliai. Asimetrinės dalys gali būti grūdinamos kampu. Teisinga kryptis siekiama užtikrinti vienodą visų dalių aušinimą, pirmiausia į terpę patenkant lėčiau aušinamoms sritims, o po to – greičiau aušinamoms sritims. Praktiškai labai svarbu atsižvelgti į ruošinio formą ir jos įtaką aušinimo greičiui.
-Ruošinių judėjimas gesinimo terpėjeLėtai aušinamos detalės turi būti nukreiptos į grūdinimo terpę. Simetriškos formos ruošiniai terpėje turėtų judėti subalansuotu ir tolygiu keliu, išlaikydami mažą amplitudę ir greitą judėjimą. Ploniems ir pailgiems ruošiniams grūdinimo metu labai svarbus stabilumas. Venkite sūpavimo ir, kad geriau valdytumėte, vietoj vielinio surišimo apsvarstykite galimybę naudoti spaustukus.
-Gesinimo greitisRuošiniai turėtų būti greitai grūdinami. Ypač plonų, strypo formos ruošinių atveju lėtesnis grūdinimo greitis gali padidinti lenkimo deformaciją ir deformacijos skirtumus tarp skirtingu metu grūdinamų sekcijų.
-Kontroliuojamas aušinimasRuošinių, kurių skerspjūvio dydžiai labai skiriasi, greičiau aušinamas dalis reikia apsaugoti tokiomis medžiagomis kaip asbesto virvė arba metalo lakštai, kad sumažėtų jų aušinimo greitis ir būtų pasiektas tolygus aušinimas.
-Aušinimo laikas vandenyjeRuošinių, kurie daugiausia deformuojasi dėl struktūrinio įtempio, aušinimo laikas vandenyje turėtų būti sutrumpintas. Ruošinių, kurie daugiausia deformuojasi dėl terminio įtempio, aušinimo laikas vandenyje turėtų būti pailgintas, kad sumažėtų deformacija dėl grūdinimo.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminum
Įrašo laikas: 2024 m. vasario 21 d.
