În timpul tratamentului termic al aluminiului și aliajelor de aluminiu, sunt frecvent întâlnite diverse probleme, cum ar fi:
-Așezare necorespunzătoare a pieselor: Aceasta poate duce la deformarea piesei, adesea din cauza eliminării insuficiente a căldurii de către mediul de călire la o rată suficient de rapidă pentru a atinge proprietățile mecanice dorite.
-Încălzire rapidă: Aceasta poate duce la deformare termică;plasarea corectă a pieselor ajută la asigurarea unei încălziri uniforme.
- Supraîncălzire: Aceasta poate duce la topirea parțială sau la topirea eutectică.
-Detartrarea suprafeței/oxidarea la temperatură înaltă.
-Tratament de îmbătrânire excesiv sau insuficient, ambele putând duce la pierderea proprietăților mecanice.
-Fluctuații ale parametrilor de timp/temperatură/călire care pot provoca abateri ale proprietăților mecanice și/sau fizice între piese și loturi.
- În plus, uniformitatea slabă a temperaturii, timpul de izolare insuficient și răcirea inadecvată în timpul tratamentului termic prin soluție pot contribui la rezultate inadecvate.
Tratamentul termic este un proces termic crucial în industria aluminiului, haideți să ne aprofundăm în cunoștințe mai conexe.
1.Pretratament
Procesele de pretratare care îmbunătățesc structura și ameliorează stresul înainte de stingere sunt benefice pentru reducerea distorsiunii.Pre-tratamentul implică de obicei procese precum recoacerea sferoidizantă și recoacere de reducere a stresului, iar unele adoptă, de asemenea, călirea și călirea sau tratamentul de normalizare.
Recoacerea pentru eliberarea stresului: În timpul prelucrării, se pot dezvolta tensiuni reziduale din cauza unor factori precum metodele de prelucrare, angajarea sculelor și vitezele de tăiere.Distribuția neuniformă a acestor tensiuni poate duce la distorsiuni în timpul călirii.Pentru a atenua aceste efecte, este necesară o recoacere de reducere a tensiunii înainte de stingere.Temperatura pentru recoacere de eliberare a tensiunii este în general 500-700°C.La încălzirea într-un mediu de aer, se folosește o temperatură de 500-550°C cu un timp de menținere de 2-3 ore pentru a preveni oxidarea și decarburarea.În timpul încărcării trebuie luată în considerare distorsiunea părții datorată greutății proprii, iar alte proceduri sunt similare recoacerii standard.
Tratament de preîncălzire pentru îmbunătățirea structurii: Aceasta include recoacere cu sferoidizare, călire și revenire, tratament de normalizare.
-Coacerea cu sferoidizare: Esențială pentru oțelul de scule carbon și oțelul de scule aliat în timpul tratamentului termic, structura obținută după recoacere cu sferoidizare afectează în mod semnificativ tendința de distorsiune în timpul călirii.Prin ajustarea structurii post-recoace, se poate reduce deformarea regulată în timpul călirii.
-Alte metode de pre-tratament: Pot fi utilizate diverse metode pentru a reduce distorsiunea de călire, cum ar fi călirea și călirea, tratamentul de normalizare.Selectarea pre-tratărilor adecvate, cum ar fi călirea și revenirea, normalizarea tratamentului pe baza cauzei deformării și a materialului piesei poate reduce eficient distorsiunea.Cu toate acestea, este necesară prudență pentru tensiunile reziduale și creșterea durității după revenire, în special tratamentul de călire și călire poate reduce dilatarea în timpul călirii pentru oțelurile care conțin W și Mn, dar are un efect redus asupra reducerii deformării pentru oțeluri precum GCr15.
În producția practică, identificarea cauzei distorsiunii de stingere, fie că se datorează tensiunilor reziduale sau structurii slabe, este esențială pentru un tratament eficient.Recoacere de reducere a tensiunii trebuie efectuată pentru deformarea cauzată de solicitările reziduale, în timp ce tratamente precum revenirea care modifică structura nu sunt necesare și invers.Numai atunci poate fi atins obiectivul de reducere a distorsiunii de stingere pentru a reduce costurile și a asigura calitatea.
2.Stingerea operațiunii de încălzire
Temperatura de stingere: Temperatura de stingere afectează semnificativ distorsiunea.Putem atinge scopul de a reduce deformarea prin ajustarea temperaturii de călire, sau alocația de prelucrare rezervată este aceeași cu temperatura de călire pentru a atinge scopul de a reduce deformarea sau a selecta și rezervat în mod rezonabil alocația de prelucrare și temperatura de călire după testele de tratament termic , astfel încât să se reducă alocația de prelucrare ulterioară.Efectul temperaturii de călire asupra deformării de călire nu este legat doar de materialul utilizat în piesa de prelucrat, ci și de dimensiunea și forma piesei de prelucrat.Când forma și dimensiunea piesei de prelucrat sunt foarte diferite, deși materialul piesei de prelucrat este același, tendința de deformare a călirii este destul de diferită, iar operatorul ar trebui să acorde atenție acestei situații în producția reală.
Timp de reținere de stingere: Selectarea timpului de menținere nu numai că asigură o încălzire completă și atingerea durității dorite sau a proprietăților mecanice după călire, dar ia în considerare și efectul acestuia asupra deformării.Prelungirea timpului de menținere la călire crește în mod esențial temperatura de călire, mai ales pronunțată pentru oțelul cu conținut ridicat de carbon și crom.
Metode de încărcare: Dacă piesa de prelucrat este plasată într-o formă nerezonabilă în timpul încălzirii, aceasta va cauza deformare din cauza greutății piesei de prelucrat sau deformare din cauza extrudarii reciproce între piesele de prelucrat sau deformare din cauza încălzirii și răcirii neuniforme din cauza stivuirii excesive a pieselor de prelucrat.
Metoda de încălzire: Pentru piesele de prelucrat cu formă complexă și cu grosimi variabile, în special pentru cele cu elemente bogate în carbon și aliaje, un proces de încălzire lent și uniform este crucial.Utilizarea preîncălzirii este adesea necesară, uneori necesitând mai multe cicluri de preîncălzire.Pentru piesele mai mari care nu sunt tratate eficient prin preîncălzire, utilizarea cuptorului cu rezistență la cutie cu încălzire controlată poate reduce distorsiunea cauzată de încălzirea rapidă.
3. Funcționare de răcire
Deformarea prin călire rezultă în primul rând din procesul de răcire.Selectarea corectă a mediului de călire, operarea pricepută și fiecare pas al procesului de răcire influențează direct deformarea călirii.
Selecție mediu de stingere: În timp ce se asigură duritatea dorită după stingere, ar trebui să fie preferate medii de stingere mai blânde pentru a minimiza distorsiunile.Se recomandă folosirea mediului de baie încălzit pentru răcire (pentru a facilita îndreptarea în timp ce piesa este încă fierbinte) sau chiar răcirea cu aer.Mediile cu viteze de răcire între apă și ulei pot înlocui, de asemenea, mediile duale apă-ulei.
— stingere prin răcire cu aer: Călirea cu răcire cu aer este eficientă pentru reducerea deformării la călire a oțelului de mare viteză, a oțelului cromat și a oțelului cu microdeformare cu răcire cu aer.Pentru oțelul 3Cr2W8V care nu necesită duritate mare după călire, călirea cu aer poate fi folosită și pentru a reduce deformarea prin ajustarea corectă a temperaturii de călire.
— Răcirea și stingerea uleiului: uleiul este un mediu de călire cu o viteză de răcire mult mai mică decât apa, dar pentru acele piese de prelucrat cu întăribilitate mare, dimensiuni mici, formă complexă și tendință mare de deformare, viteza de răcire a uleiului este prea mare, dar pentru piese de prelucrat cu dimensiuni mici, dar slabe întărire, viteza de răcire a uleiului este insuficientă.Pentru a rezolva contradicțiile de mai sus și pentru a folosi pe deplin călirea uleiului pentru a reduce deformarea la călire a pieselor de prelucrat, oamenii au adoptat metode de ajustare a temperaturii uleiului și de creștere a temperaturii de călire pentru a extinde utilizarea uleiului.
— Schimbarea temperaturii uleiului de stingere: utilizarea aceleiași temperaturi a uleiului pentru călire pentru a reduce deformarea la călire are încă următoarele probleme, adică atunci când temperatura uleiului este scăzută, deformarea la călire este încă mare, iar când temperatura uleiului este ridicată, este dificil să se asigure că piesa de prelucrat după duritatea călirii.Sub efectul combinat al formei și al materialului unor piese de prelucrat, creșterea temperaturii uleiului de călire poate crește și deformarea acestuia.Prin urmare, este foarte necesar să se determine temperatura uleiului uleiului de călire după trecerea testului în funcție de condițiile reale ale materialului piesei de prelucrat, dimensiunea și forma secțiunii transversale.
Când utilizați ulei fierbinte pentru stingere, pentru a evita incendiul cauzat de temperatura ridicată a uleiului cauzată de stingere și răcire, echipamentul necesar de stingere a incendiilor trebuie echipat lângă rezervorul de ulei.În plus, indicele de calitate al uleiului de stingere ar trebui testat în mod regulat, iar uleiul nou trebuie completat sau înlocuit la timp.
-Măriți temperatura de stingere: Această metodă este potrivită pentru piese de prelucrat din oțel carbon cu secțiune transversală mică și piese de prelucrat din oțel aliat puțin mai mari care nu pot îndeplini cerințele de duritate după încălzire și conservare a căldurii la temperaturi normale de călire și călire cu ulei.Prin creșterea adecvată a temperaturii de călire și apoi călirea uleiului, se poate obține efectul de întărire și de reducere a deformării.Când utilizați această metodă de călire, trebuie avută grijă pentru a preveni probleme precum îngroșarea cerealelor, reducerea proprietăților mecanice și durata de viață a piesei de prelucrat datorită temperaturii crescute de călire.
-Clasificare și austempering: Când duritatea de călire poate îndeplini cerințele de proiectare, clasificarea și austemperingul mediului de baie fierbinte trebuie utilizate pe deplin pentru a atinge scopul de a reduce deformarea călirii.Această metodă este, de asemenea, eficientă pentru oțel structural carbon cu secțiune mică și oțel pentru scule cu întărire redusă, în special pentru oțel de matriță care conține crom și piese de prelucrat din oțel de mare viteză cu călibilitate ridicată.Clasificarea mediului de baie fierbinte și metoda de răcire a temperării sunt metodele de bază de călire pentru acest tip de oțel.În mod similar, este eficient și pentru acele oțeluri carbon și oțeluri de structură slab aliate care nu necesită duritate mare la călire.
La stingerea cu o baie fierbinte, ar trebui să se acorde atenție următoarelor probleme:
În primul rând, atunci când baia de ulei este utilizată pentru clasificare și stingere izotermă, temperatura uleiului trebuie controlată strict pentru a preveni apariția incendiului.
În al doilea rând, atunci când se stinge cu nitrați de sare, rezervorul de sare de azotat ar trebui să fie echipat cu instrumentele necesare și dispozitive de răcire cu apă.Pentru alte precauții, vă rugăm să consultați informațiile relevante și nu le veți repeta aici.
În al treilea rând, temperatura izotermă ar trebui să fie strict controlată în timpul călirii izoterme.Temperatura ridicată sau scăzută nu este propice pentru reducerea deformării la călire.În plus, în timpul temperării, metoda de suspendare a piesei de prelucrat trebuie selectată pentru a preveni deformarea cauzată de greutatea piesei de prelucrat.
În al patrulea rând, atunci când utilizați călirea izotermă sau gradată pentru a corecta forma piesei de prelucrat în timp ce este fierbinte, uneltele și dispozitivele de fixare trebuie să fie complet echipate, iar acțiunea ar trebui să fie rapidă în timpul funcționării.Preveniți efectele adverse asupra calității de călire a piesei de prelucrat.
Operațiune de răcire: Funcționarea abil în timpul procesului de răcire are un impact semnificativ asupra deformării la călire, în special atunci când sunt utilizate medii de călire cu apă sau ulei.
- Direcția corectă de intrare a mediului de stingere: În mod obișnuit, piesele de prelucrat în formă de tijă echilibrate simetric sau alungite ar trebui să fie stinse vertical în mediu.Piesele asimetrice pot fi stinse în unghi.Direcția corectă urmărește să asigure o răcire uniformă în toate părțile, zonele de răcire mai lente care intră mai întâi în mediu, urmate de secțiuni de răcire mai rapide.Luarea în considerare a formei piesei de prelucrat și a influenței acesteia asupra vitezei de răcire este vitală în practică.
-Mișcarea pieselor de prelucrat în mediu de călire: Părțile cu răcire lentă trebuie să fie îndreptate spre mediul de stingere.Piesele de prelucrat cu formă simetrică trebuie să urmeze un traseu echilibrat și uniform în mediu, menținând o amplitudine mică și o mișcare rapidă.Pentru piesele de prelucrat subțiri și alungite, stabilitatea în timpul călirii este crucială.Evitați balansarea și luați în considerare utilizarea clemelor în loc de legare de sârmă pentru un control mai bun.
-Viteza de stingere: Piesele de prelucrat trebuie stinse rapid.În special pentru piesele subțiri, asemănătoare tijei, vitezele de călire mai mici pot duce la o deformare crescută la îndoire și la diferențe de deformare între secțiunile călite în momente diferite.
-Răcire controlată: Pentru piesele de prelucrat cu diferențe semnificative în dimensiunea secțiunii transversale, protejați secțiunile cu răcire mai rapidă cu materiale precum funii de azbest sau foi de metal pentru a reduce viteza de răcire a acestora și pentru a obține o răcire uniformă.
-Timp de răcire în apă: Pentru piesele de prelucrat care se confruntă în principal cu deformare din cauza solicitărilor structurale, scurtați timpul de răcire a acestora în apă.Pentru piesele care suferă în principal deformare din cauza stresului termic, extindeți timpul de răcire în apă pentru a reduce deformarea la călire.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminium
Ora postării: 21-feb-2024
