Under värmebehandlingen av aluminium och aluminiumlegeringar stöter man ofta på olika problem, såsom:
-Felaktig delplacering: Detta kan leda till deldeformation, ofta på grund av otillräcklig värmeavlägsnande av kylmediet i en tillräckligt snabb takt för att uppnå de önskade mekaniska egenskaperna.
-Snabb uppvärmning: Detta kan resultera i termisk deformation; korrekt delplacering hjälper till att säkerställa jämn uppvärmning.
-Överhettning: Detta kan leda till partiell smältning eller eutektisk smältning.
- Ytavlagring/högtemperaturoxidation.
- Överdriven eller otillräcklig åldringsbehandling, som båda kan resultera i förlust av mekaniska egenskaper.
-Fluktuationer i tid/temperatur/härdningsparametrar som kan orsaka avvikelser i mekaniska och/eller fysikaliska egenskaper mellan delar och partier.
-Dessutom kan dålig temperaturjämnhet, otillräcklig isoleringstid och otillräcklig kylning under lösningsvärmebehandling alla bidra till otillräckliga resultat.
Värmebehandling är en avgörande termisk process i aluminiumindustrin, låt oss fördjupa oss i mer relaterad kunskap.
1.Förbehandling
Förbehandlingsprocesser som förbättrar strukturen och lindrar stress före släckning är fördelaktiga för att minska distorsion. Förbehandling involverar vanligtvis processer som sfäroidiserande glödgning och avspänningsglödgning, och vissa använder även härdning och härdning eller normaliserande behandling.
Avspänningsglödgning: Under bearbetning kan restspänningar utvecklas på grund av faktorer som bearbetningsmetoder, verktygsingrepp och skärhastigheter. Ojämn fördelning av dessa spänningar kan leda till distorsion under härdning. För att mildra dessa effekter är avspänningsglödgning före härdning nödvändig. Temperaturen för avspänningsglödgning är i allmänhet 500-700°C. Vid uppvärmning i luftmedium används en temperatur på 500-550°C med en hålltid på 2-3 timmar för att förhindra oxidation och avkolning. Delförvrängning på grund av egenvikt bör beaktas under belastning, och andra procedurer liknar standardglödgning.
Förvärmningsbehandling för strukturförbättring: Detta inkluderar sfäroidiserande glödgning, släckning och härdning, normaliserande behandling.
-Sfäroidiserande glödgning: Viktigt för kolverktygsstål och legerat verktygsstål under värmebehandling, strukturen som erhålls efter sfäroidiserande glödgning påverkar avsevärt distorsionstrenden under härdning. Genom att justera strukturen efter glödgning kan man minska regelbunden distorsion under härdning.
-Andra förbehandlingsmetoder: Olika metoder kan användas för att minska släckningsförvrängning, såsom släckning och härdning, normaliserande behandling. Att välja lämpliga förbehandlingar som härdning och härdning, normalisering av behandling baserat på orsaken till distorsion och materialet i delen kan effektivt minska distorsionen. Försiktighet är dock nödvändig för kvarvarande spänningar och hårdhetsökningar efter anlöpning, speciellt härdnings- och anlöpningsbehandlingen kan minska expansionen under härdning för stål som innehåller W och Mn, men har liten effekt på att minska deformationen för stål som GCr15.
I praktisk produktion är det viktigt att identifiera orsaken till släckningsförvrängning, oavsett om det beror på kvarvarande spänningar eller dålig struktur, för effektiv behandling. Avspänningsglödgning bör utföras för distorsion orsakad av kvarvarande spänningar, medan behandlingar som härdning som förändrar strukturen inte är nödvändiga, och vice versa. Först då kan målet att minska släckningsförvrängningen uppnås för att sänka kostnaderna och säkerställa kvaliteten.
2. Släckning av värmedrift
Släckningstemperatur: Släckningstemperaturen påverkar distorsionen avsevärt. Vi kan uppnå syftet att minska deformationen genom att justera härdningstemperaturen, eller så är det reserverade bearbetningstillägget detsamma som härdningstemperaturen för att uppnå syftet att minska deformationen, eller rimligen valt och reserverat bearbetningstillägget och härdningstemperaturen efter värmebehandlingstester , för att minska den efterföljande bearbetningstillåten. Effekten av härdningstemperatur på härdningsdeformation är inte bara relaterad till materialet som används i arbetsstycket, utan också relaterat till storleken och formen på arbetsstycket. När formen och storleken på arbetsstycket är mycket olika, även om materialet i arbetsstycket är detsamma, är trenden för härdningsdeformationen helt annorlunda, och operatören bör vara uppmärksam på denna situation i den faktiska produktionen.
Släckande hålltid: Valet av hålltid säkerställer inte bara grundlig uppvärmning och uppnående av önskad hårdhet eller mekaniska egenskaper efter härdning utan tar också hänsyn till dess effekt på distorsion. Förlängning av härdningshålltiden ökar väsentligt härdningstemperaturen, särskilt uttalad för stål med hög kolhalt och hög kromhalt.
Ladda metoder: Om arbetsstycket placeras i en orimlig form under uppvärmning kommer det att orsaka deformation på grund av arbetsstyckets vikt eller deformation på grund av ömsesidig extrudering mellan arbetsstyckena, eller deformation på grund av ojämn uppvärmning och kylning på grund av överdriven stapling av arbetsstyckena.
Uppvärmningsmetod: För komplext formade och varierande tjocklekar, särskilt de med höga kolhalter och legeringselement, är en långsam och jämn uppvärmningsprocess avgörande. Att använda förvärmning är ofta nödvändigt, ibland kräver flera förvärmningscykler. För större arbetsstycken som inte behandlas effektivt genom förvärmning, kan användning av boxmotståndsugn med kontrollerad uppvärmning minska förvrängning orsakad av snabb uppvärmning.
3. Kylning
Släckningsdeformation är främst ett resultat av kylningsprocessen. Korrekt val av kylmedium, skicklig drift och varje steg i kylprocessen påverkar härdningsdeformationen direkt.
Släckmedelsval: Samtidigt som önskad hårdhet säkerställs efter härdning, bör mildare härdningsmedia föredras för att minimera distorsion. Användning av uppvärmda badmedier för kylning (för att underlätta uträtning medan delen fortfarande är varm) eller till och med luftkylning rekommenderas. Medier med kylhastigheter mellan vatten och olja kan också ersätta vatten-olja dubbla medier.
— Luftkylning släckning: Luftkylningshärdning är effektiv för att minska härdningsdeformationen av snabbstål, kromformstål och luftkylningsmikrodeformationsstål. För 3Cr2W8V-stålet som inte kräver hög hårdhet efter härdning, kan luftkylning också användas för att minska deformationen genom att korrekt justera härdningstemperaturen.
— Oljekylning och släckning: olja är ett härdningsmedium med mycket lägre kylningshastighet än vatten, men för de arbetsstycken med hög härdbarhet, liten storlek, komplex form och stor deformationstendens är oljans kylningshastighet för hög, men för arbetsstycken med liten storlek men dålig härdbarhet är oljans kylningshastighet otillräcklig. För att lösa ovanstående motsägelser och utnyttja oljehärdning fullt ut för att minska härdningsdeformationen av arbetsstycken, har människor antagit metoder för att justera oljetemperaturen och öka härdningstemperaturen för att utöka användningen av olja.
— Ändring av temperaturen på kylolja: att använda samma oljetemperatur för härdning för att minska härdningsdeformationen har fortfarande följande problem, det vill säga när oljetemperaturen är låg är härdningsdeformationen fortfarande stor, och när oljetemperaturen är hög är det svårt att säkerställa att arbetsstycket efter härdningshårdhet. Under den kombinerade effekten av form och material hos vissa arbetsstycken kan en ökning av temperaturen på härdolja också öka dess deformation. Därför är det mycket nödvändigt att bestämma oljetemperaturen för släckoljan efter att ha klarat testet enligt de faktiska förhållandena för arbetsstyckets material, tvärsnittsstorlek och form.
Vid användning av het olja för släckning, för att undvika brand orsakad av hög oljetemperatur orsakad av släckning och kylning, bör nödvändig brandsläckningsutrustning vara utrustad nära oljetanken. Dessutom bör kvalitetsindexet för släckolja testas regelbundet och ny olja bör fyllas på eller bytas ut i tid.
—Öka härdningstemperaturen: Denna metod är lämplig för arbetsstycken av kolstål med litet tvärsnitt och något större arbetsstycken av legerat stål som inte kan uppfylla hårdhetskraven efter uppvärmning och värmekonservering vid normala härdningstemperaturer och oljehärdning. Genom att på lämpligt sätt öka härdningstemperaturen och sedan oljehärdning kan effekten av härdning och minskning av deformation uppnås. Vid användning av denna metod för härdning bör man vara försiktig för att förhindra problem som kornförgrovning, minskning av mekaniska egenskaper och livslängd för arbetsstycket på grund av ökad härdtemperatur.
—Klassificering och austempering: När härdningshårdheten kan uppfylla konstruktionskraven, bör klassificeringen och austemperingen av det varma badmediet utnyttjas fullt ut för att uppnå syftet att minska härdningsdeformationen. Denna metod är också effektiv för låghärdbarhet, små sektioner av kolkonstruktionsstål och verktygsstål, särskilt kromhaltigt formstål och höghastighetstål med hög härdbarhet. Klassificeringen av varmt badmedium och kylningsmetoden för austempering är de grundläggande härdningsmetoderna för denna typ av stål. På samma sätt är det också effektivt för de kolstål och låglegerade konstruktionsstål som inte kräver hög härdningshårdhet.
När du släcker med ett varmt bad bör följande frågor uppmärksammas:
För det första, när oljebad används för gradering och isotermisk släckning, bör oljetemperaturen kontrolleras strikt för att förhindra uppkomsten av brand.
För det andra, vid släckning med nitratsaltkvaliteter, bör nitratsalttanken vara utrustad med nödvändiga instrument och vattenkylningsanordningar. För andra försiktighetsåtgärder, se den relevanta informationen och kommer inte att upprepa dem här.
För det tredje bör den isotermiska temperaturen kontrolleras strikt under isotermisk härdning. Hög eller låg temperatur bidrar inte till att minska härdningsdeformationen. Dessutom, under austempering, bör arbetsstyckets hängningsmetod väljas för att förhindra deformation orsakad av arbetsstyckets vikt.
För det fjärde, när man använder isotermisk eller graderad härdning för att korrigera formen på arbetsstycket medan det är varmt, bör verktygen och fixturerna vara fullt utrustade och åtgärden bör vara snabb under drift. Förhindra negativa effekter på arbetsstyckets härdkvalitet.
Kyldrift: Skicklig drift under kylningsprocessen har en betydande inverkan på kylningsdeformationen, speciellt när vatten eller oljehärdningsmedier används.
-Korrekt riktning för quenching Medium Entry: Vanligtvis bör symmetriskt balanserade eller långsträckta stavliknande arbetsstycken vara vertikalt kylda i mediet. Asymmetriska delar kan kylas i en vinkel. Den korrekta riktningen syftar till att säkerställa enhetlig kylning över alla delar, med långsammare kylområden som kommer in i mediet först, följt av snabbare kylsektioner. Hänsyn till arbetsstyckets form och dess inverkan på kylhastigheten är avgörande i praktiken.
-Förflyttning av arbetsstycken i härdningsmedium: Långsamt kylande delar ska vara vända mot kylmediet. Symmetriskt formade arbetsstycken bör följa en balanserad och enhetlig bana i mediet, bibehålla en liten amplitud och snabb rörelse. För tunna och långsträckta arbetsstycken är stabilitet under härdning avgörande. Undvik att svänga och överväg att använda klämmor istället för trådbindning för bättre kontroll.
- Släckningshastighet: Arbetsstycken bör kylas snabbt. Särskilt för tunna, stavliknande arbetsstycken kan lägre härdningshastigheter leda till ökad böjdeformation och skillnader i deformation mellan sektioner som härdas vid olika tidpunkter.
-Kontrollerad kylning: För arbetsstycken med betydande skillnader i tvärsnittsstorlek, skydda snabbare kylande sektioner med material som asbestrep eller metallplåtar för att minska deras kylningshastighet och uppnå jämn kylning.
-Kylningstid i vatten: För arbetsstycken som huvudsakligen utsätts för deformation på grund av strukturella påfrestningar, förkorta deras kylningstid i vatten. För arbetsstycken som huvudsakligen genomgår deformation på grund av termisk stress, förläng deras kylningstid i vatten för att minska härdningsdeformationen.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminium
Posttid: 21 februari 2024
