Aluminij je široko korišten metal u raznim industrijama zbog svojih izvrsnih svojstava kao što su niska gustoća, visoka otpornost na koroziju i dobra električna vodljivost. Toplinska obrada je važan proces koji može značajno poboljšati mehanička svojstva i performanse aluminijskih proizvoda. Kao dobavljač aluminija, imam veliko znanje i iskustvo u različitim metodama toplinske obrade aluminija. U ovom blogu predstavit ću neke uobičajene metode toplinske obrade aluminija.
Žarenje
Žarenje je proces toplinske obrade koji uključuje zagrijavanje aluminija na određenu temperaturu i zatim njegovo polagano hlađenje. Ovaj se postupak koristi za smanjenje unutarnjih naprezanja, povećanje duktilnosti i poboljšanje obradivosti.
Postoje tri glavne vrste žarenja aluminija:
- Potpuno žarenje: Ovo je najčešći tip žarenja aluminija. Aluminij se zagrijava na temperaturu između 343°C i 427°C (650°F i 800°F), drži se na toj temperaturi dovoljno vremena kako bi metal postigao jednoliku temperaturu, a zatim se polako hladi. Potpuno žarenje koristi se za proizvodnju potpuno rekristalizirane strukture, što rezultira maksimalnom mekoćom i rastegljivošću. Na primjer, kada opskrbljujemoBešavna aluminijska cijev, potpuno žarenje može olakšati savijanje i oblikovanje cijevi bez pucanja.
- Proces žarenja: Također poznato kao žarenje za ublažavanje naprezanja, procesno žarenje koristi se za ublažavanje unutarnjih naprezanja koja nastaju tijekom procesa hladne obrade kao što su valjanje, izvlačenje ili savijanje. Aluminij se zagrijava do temperature ispod temperature rekristalizacije, obično između 260°C i 371°C (500°F i 700°F), a zatim se hladi na zraku. Ovaj se postupak često koristi u proizvodnji1060 aluminijska zavojnicakako bi se spriječilo pucanje i savijanje tijekom daljnje obrade.
- Sferoidizirajuće žarenje: Ova vrsta žarenja koristi se za poboljšanje obradivosti aluminijskih legura s visokim udjelom ugljika. Aluminij se zagrijava do temperature malo iznad donje kritične temperature i zatim se polako hladi. Ovaj proces uzrokuje da čestice karbida formiraju sferni oblik, što smanjuje sile rezanja i poboljšava završnu obradu površine tijekom strojne obrade.
Toplinska obrada otopine
Toplinska obrada otopinom je proces u kojem se aluminijska legura zagrijava na visoku temperaturu kako bi se otopili elementi legure u aluminijskoj matrici. Legura se zatim brzo ohladi na sobnu temperaturu kako bi se zadržali otopljeni elementi u prezasićenoj čvrstoj otopini.
Koraci toplinske obrade otopine su sljedeći:
- Grijanje: Aluminijska legura se zagrijava do određene temperature otapanja, koja je obično između 450°C i 550°C (842°F i 1022°F), ovisno o sastavu legure. Na primjer, neke aluminijske legure visoke čvrstoće zahtijevaju višu temperaturu otapanja.
- Natapanje: Legura se drži na temperaturi otapanja određeno vrijeme kako bi se osiguralo da su svi elementi legure potpuno otopljeni u aluminijskoj matrici. Vrijeme namakanja ovisi o debljini i sastavu legure.
- Gašenje: Nakon namakanja, legura se brzo gasi u vodi, ulju ili zraku kako bi se spriječilo taloženje legirajućih elemenata. Brzina gašenja je kritični faktor u toplinskoj obradi otopine. Brza brzina kaljenja može rezultirati većom čvrstoćom, ali također povećati rizik od zaostalog naprezanja i izobličenja.
Toplinska obrada otopinom često se koristi za poboljšanje čvrstoće i otpornosti na koroziju aluminijskih legura. Nakon toplinske obrade otopinom, aluminijska legura može se dodatno ojačati taložnim otvrdnjavanjem.
Precipitacijsko otvrdnjavanje
Precipitacijsko otvrdnjavanje, također poznato kao otvrdnjavanje starenjem, proces je koji povećava čvrstoću i tvrdoću aluminijskih legura taloženjem finih čestica druge faze unutar aluminijske matrice.
Proces taložnog otvrdnjavanja sastoji se od tri faze:
- Liječenje otopinom: Prvo, aluminijska legura se toplinski tretira kao što je gore opisano kako bi nastala prezasićena čvrsta otopina.
- Gašenje: Legura se brzo ohladi na sobnu temperaturu kako bi se zadržala prezasićena čvrsta otopina.
- Starenje: Ugašena legura se zatim zagrijava na nižu temperaturu, obično između 120°C i 200°C (248°F i 392°F), i drži na toj temperaturi određeni vremenski period. Tijekom starenja, prezasićena čvrsta otopina se razgrađuje, a fine čestice druge faze talože se iz matrice. Ovi precipitati djeluju kao prepreka kretanju dislokacija, čime se povećava čvrstoća i tvrdoća legure.
Postoje dvije vrste starenja: prirodno starenje i umjetno starenje. Prirodno starenje odvija se na sobnoj temperaturi kroz određeno vrijeme, dok se umjetno starenje provodi na povišenoj temperaturi. Na primjer, neke aluminijske legure za zrakoplovstvo umjetno su starene kako bi se postigla potrebna visoka čvrstoća i otpornost na zamor.
Ublažavanje stresa
Ublažavanje naprezanja je postupak toplinske obrade koji se koristi za smanjenje unutarnjih naprezanja u aluminijskim proizvodima koja su uzrokovana proizvodnim procesima kao što su lijevanje, zavarivanje ili strojna obrada.
Proces ublažavanja naprezanja uključuje zagrijavanje aluminija na temperaturu ispod temperature žarenja, obično između 150°C i 260°C (302°F i 500°F), i držanje na toj temperaturi dovoljno vremena kako bi se omogućilo popuštanje unutarnjih naprezanja. Nakon toga se aluminij polako ohladi na sobnu temperaturu.
Ublažavanje naprezanja je važno jer unutarnja naprezanja mogu uzrokovati izobličenje, pucanje i smanjeni vijek trajanja. Na primjer, u proizvodnjiAluminijska folija 1100, smanjenje naprezanja može poboljšati ravnost i dimenzionalnu stabilnost folije.
Zaključak
Svaka metoda toplinske obrade aluminija ima svoje jedinstvene karakteristike i primjene. Žarenje može poboljšati duktilnost i obradivost, toplinska obrada otopinom i precipitacijsko otvrdnjavanje mogu povećati čvrstoću i otpornost na koroziju, a smanjenje naprezanja može smanjiti unutarnja naprezanja. Kao dobavljač aluminija, imamo stručnost i opremu za pružanje visokokvalitetnih toplinski obrađenih aluminijskih proizvoda kako bismo zadovoljili različite potrebe naših kupaca.
Bilo da se bavite zrakoplovnom, automobilskom, građevinskom ili pakirnom industrijom, možemo vam ponuditi prave toplinski obrađene aluminijske proizvode. Ako ste zainteresirani za naše aluminijske proizvode ili imate bilo kakvih pitanja o procesima toplinske obrade, slobodno nas kontaktirajte radi nabave i daljnjih razgovora. Posvećeni smo pružanju najboljih proizvoda i usluga.
Reference
- Odbor za priručnik za metale. (1990). Priručnik za metale: Svojstva i izbor: legure obojenih metala i čisti metali. ASM International.
- Davis, JR (2001). Aluminij i aluminijske legure. ASM International.