Gjutna aluminiumdelar är ett vanligt använt material i industriell produktion, som ofta används inom områden som flyg, fordon och konstruktion. Emellertid kräver gjutna aluminiumdelar ofta värmebehandling under tillverkningsprocessen. Så varför göra aluminiumgjutningbehöver du genomgå värmebehandling?
1, Vikten av värmebehandling för gjutna aluminiumdetaljer
Den metallografiska strukturen hos gjuten aluminiumlegering är grövre än den hos deformerad aluminiumlegering, så den skiljer sig också under värmebehandling. Den förra har längre isoleringstid, vanligtvis mer än 2 timmar, medan den senare har en kortare isoleringstid, vissa behöver bara några tiotals minuter. Eftersom gjutgods som produceras genom gjutning av metallgjutning, låg-trycksgjutning och differentialtrycksgjutning stelnar under relativt höga kylhastigheter och tryck. Dess kristallstruktur är mycket finare än gjutgods gjorda genom gipsgjutning och sandgjutning, så isoleringstiden för dess värmebehandling är också mycket kortare. En annan skillnad mellan gjuten aluminiumlegering och deformerad aluminiumlegering är den ojämna väggtjockleken, komplexa strukturella former som oregelbundna- tvärsnitt eller inre kanaler. För att säkerställa att det inte finns någon deformation eller sprickbildning under värmebehandling, är speciella fixturer ibland utformade för skydd, och temperaturen på kylmediet är också högre än den för deformerad aluminiumlegering. Därför används artificiell åldring i allmänhet för att förkorta värmebehandlingscykeln och förbättra prestanda hos gjutgods.
Syftet med värmebehandling för gjutning av aluminiumlegeringar är att förbättra mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet, stabilisera dimensioner och förbättra processprestanda såsom bearbetbarhet och svetsbarhet. Eftersom de mekaniska egenskaperna hos många som gjutna aluminiumlegeringar inte kan uppfylla kraven för användning, förutom Al Si-baserade ZL102, Al Mg-baserade ZL302 och Al Zn-baserade ZL401-legeringar, måste alla andra gjutna aluminiumlegeringar genomgå värmebehandling för att ytterligare förbättra den mekaniska och andra prestandan hos gjutgodset. Dess specifika funktioner inkluderar följande aspekter:
(1) Eliminera den inre spänningen som orsakas av ojämn kylningshastighet under kristallisation och stelning av gjutgods på grund av orsaker som ojämn väggtjocklek och tjocka fogar;
(2) Förbättra styrkan och hårdheten hos legeringen, förbättra den metallografiska strukturen och se till att legeringen har vissa plasticitets-, skär- och svetsegenskaper;
(3) Stabilisera strukturen och storleken på gjutgods, förhindra och eliminera volymförändringar orsakade av hög-temperaturfasomvandling; 4) Eliminera intergranulär och sammansättningssegregering för att homogenisera strukturen.
2, Nyckelpunkter för värmebehandlingsmetoder och drifttekniker för gjutning av aluminiumlegeringar
Värmebehandlingsmetoderna för gjutning av aluminiumlegeringar inkluderar för närvarande glödgning, härdning [lösningsbehandling], åldring och cyklisk behandling, som beskrivs enligt följande:
(1) Glödgning. Funktionen av glödgning är att eliminera gjutspänningar och inre spänningar orsakade av mekanisk bearbetning i gjutgods, stabilisera formen och storleken på bearbetade delar och sfäroidisera vissa Si-kristaller i Al Si-legeringar, vilket förbättrar legeringens plasticitet. Processen går ut på att värma aluminiumlegeringsgjutgodset till 280-300 grader, hålla det i 2-3 timmar och kyla det i ugnen till rumstemperatur. Detta gör att den fasta lösningen långsamt sönderdelas och de andra partiklarna aggregerar, vilket eliminerar den inre stressen hos gjutgodset, uppnår stabil storlek, förbättrar plasticiteten och minskar deformation. Värmebehandlingens statuskod är T2.
(2) Släckning. Släckning är också känd som lösningsbehandling eller snabbkylningsbehandling. Processen är att värma aluminiumlegeringsgjutgodset till en relativt hög temperatur (vanligtvis nära eutektikens smältpunkt, oftast över 500 grader), hålla i mer än 2 timmar och helt lösa upp de lösliga faserna i legeringen. Därefter kyls gjutgodset snabbt i vatten vid 60-100 grader, och på grund av den snabba kylningen fixeras det med förstärkningsfasen som löser sig maximalt i legeringen och lagras i rumstemperatur.
(3) Aktualitet. Processen går ut på att värma kylda aluminiumlegeringsgjutgods till en viss temperatur, hålla dem under en viss tid och sedan luftkyla dem till rumstemperatur för att sönderdela den övermättade fasta lösningen och stabilisera legeringsmatrisstrukturen.
Tidsbearbetning kan delas in i två kategorier: naturlig tidsbearbetning och artificiell tidsbearbetning. Naturligt åldrande är en process för att stärka åldrandet vid rumstemperatur. Artificiell tidseffektivitet kan delas in i tre typer: ofullständig artificiell tidseffektivitet, fullständig artificiell tidseffektivitet och över tid effektivitet.
① Ofullständig artificiell tidseffektivitet. Värm gjutgodset till 150-170 grader (lägre temperatur) och håll kvar i 3-5 timmar för att få bättre draghållfasthet, god plasticitet och seghet, men med minskad korrosionsbeständighet.
② Helt konstgjord tidseffektivitet. Värm gjutgodset till 175-185 grader (vid högre temperaturer) och håll kvar i 5-24 timmar för att få tillräcklig draghållfasthet, dvs högsta hårdhet, men töjningshastigheten minskar.
③ Utgången tidsgräns. Kallas även stabiliseringshärdning. Processen involverar uppvärmning av gjutgodset till 190~-230 grader och håll det i 4~9 timmar för att minska dess styrka och förbättra dess plasticitet, för att uppnå bättre motstånd mot spänningskorrosion.
