Детали из литого алюминия — это широко используемый материал в промышленном производстве, широко используемый в таких областях, как авиация, автомобилестроение и строительство. Однако детали из литого алюминия часто требуют термической обработки в процессе производства. Итак, почему алюминийкастингнужно ли проходить термическую обработку?
1, Важность термической обработки литых алюминиевых деталей
Металлографическая структура литого алюминиевого сплава более грубая, чем у деформированного алюминиевого сплава, поэтому она также различается при термической обработке. У первых время изоляции больше, обычно более 2 часов, у вторых меньшее время изоляции, некоторым требуется всего несколько десятков минут. Поскольку отливки, полученные методом литья в металлические формы, литья под низким-давлением и литья при перепаде давления, затвердевают при относительно высоких скоростях охлаждения и давлениях, его кристаллическая структура намного тоньше, чем у отливок, изготовленных методом литья из гипса и литья в песчаные формы, поэтому время изоляции при термообработке также намного короче. Еще одним отличием литого алюминиевого сплава от деформированного алюминиевого сплава является неравномерная толщина стенок, сложные структурные формы, такие как неправильное поперечное-сечение или внутренние каналы. Чтобы гарантировать отсутствие деформации или растрескивания при термообработке, для защиты иногда проектируют специальные приспособления, а температура закалочной среды также выше, чем у деформируемого алюминиевого сплава. Поэтому искусственное старение обычно используют для сокращения цикла термообработки и улучшения характеристик отливок.
Целью термообработки литья алюминиевых сплавов является улучшение механических свойств и коррозионной стойкости, стабилизация размеров и улучшение технологических характеристик, таких как обрабатываемость и свариваемость. Поскольку механические свойства многих литых алюминиевых сплавов не могут соответствовать требованиям к использованию, за исключением сплавов ZL102 на основе Al Si, ZL302 на основе Al Mg и ZL401 на основе Al Zn, все другие литые алюминиевые сплавы должны подвергаться термической обработке для дальнейшего улучшения механических и других характеристик отливок. Его конкретные функции включают в себя следующие аспекты:
(1) Устранить внутреннее напряжение, вызванное неравномерной скоростью охлаждения во время кристаллизации и затвердевания отливок по таким причинам, как неравномерная толщина стенок и толстые швы;
(2) повысить прочность и твердость сплава, улучшить металлографическую структуру и обеспечить определенную пластичность, режущие и сварочные свойства сплава;
(3) Стабилизировать структуру и размер отливок, предотвратить и устранить объемные изменения, вызванные высоко-фазовым превращением; 4) Устранить межзерновую и композиционную сегрегацию для гомогенизации структуры.
2, Основные положения методов термической обработки и технологии литья алюминиевых сплавов.
Методы термообработки литья алюминиевых сплавов в настоящее время включают отжиг, закалку [обработку на раствор], старение и циклическую обработку, которые описываются следующим образом:
(1) Отжиг. Функция отжига заключается в устранении литейных напряжений и внутренних напряжений, вызванных механической обработкой отливок, стабилизации формы и размеров обрабатываемых деталей, а также сфероидизации некоторых кристаллов Si в сплавах Al-Si, улучшая пластичность сплава. Процесс заключается в нагреве отливки из алюминиевого сплава до 280-300 градусов, выдержке ее в течение 2-3 часов и охлаждении в печи до комнатной температуры. Это позволяет твердому раствору медленно разлагаться, а вторым частицам агрегировать, тем самым устраняя внутренние напряжения отливки, достигая стабильного размера, улучшая пластичность и уменьшая деформацию. Код состояния термообработки — T2.
(2) Закалка. Закалка также известна как обработка раствором или обработка быстрым охлаждением. Процесс заключается в нагреве отливки из алюминиевого сплава до относительно высокой температуры (обычно близкой к температуре плавления эвтектики, чаще всего выше 500 градусов), выдержке более 2 часов и полном растворении растворимых фаз в сплаве. Затем отливку быстро закаливают в воде при температуре 60-100 градусов и за счет быстрого охлаждения фиксируют упрочняющей фазой, которая максимально растворяется в сплаве, и хранят при комнатной температуре.
(3) Своевременность. Процесс включает нагрев закаленных отливок из алюминиевого сплава до определенной температуры, выдержку их в течение определенного периода времени, а затем охлаждение на воздухе до комнатной температуры для разложения пересыщенного твердого раствора и стабилизации матричной структуры сплава.
Обработку времени можно разделить на две категории: естественная обработка времени и искусственная обработка времени. Естественное старение – это процесс усиления старения при комнатной температуре. Искусственную эффективность времени можно разделить на три типа: неполная искусственная эффективность времени, полная искусственная эффективность времени и эффективность с течением времени.
① Неполная искусственная эффективность времени. Нагрейте отливку до 150-170 градусов (более низкая температура) и выдержите 3-5 часов, чтобы получить лучшую прочность на разрыв, хорошую пластичность и вязкость, но с пониженной коррозионной стойкостью.
② Полностью искусственная экономия времени. Нагрейте отливку до 175-185 градусов (при более высоких температурах) и выдержите 5-24 часа, чтобы получить достаточную прочность на разрыв, т. е. наибольшую твердость, но степень удлинения уменьшается.
③ Истек срок. Также известен как стабилизационный отпуск. Процесс включает в себя нагрев отливки до 190–230 градусов и выдержку в течение 4–9 часов для снижения ее прочности и улучшения пластичности, а также для достижения лучшей устойчивости к коррозии под напряжением.
