Алуминият е широко използван метал в различни индустрии поради отличните си свойства като ниска плътност, висока устойчивост на корозия и добра електрическа проводимост. Топлинната обработка е важен процес, който може значително да подобри механичните свойства и ефективността на алуминиевите продукти. Като доставчик на алуминий имам обширни познания и опит в различни методи за термична обработка на алуминий. В този блог ще представя някои общи методи за термична обработка на алуминий.
Отгряване
Отгряването е процес на термична обработка, който включва нагряване на алуминия до определена температура и след това бавно охлаждане. Този процес се използва за облекчаване на вътрешни напрежения, увеличаване на пластичността и подобряване на обработваемостта.
Има три основни типа отгряване на алуминий:
- Пълно отгряване: Това е най-често срещаният тип отгряване за алуминий. Алуминият се нагрява до температура между 343°C и 427°C (650°F и 800°F), държи се при тази температура за достатъчно време, за да позволи на метала да достигне еднаква температура, и след това бавно се охлажда. Пълното отгряване се използва за получаване на напълно рекристализирана структура, което води до максимална мекота и пластичност. Например, когато доставямеБезшевна алуминиева тръба, пълното отгряване може да направи тръбата по-лесна за огъване и оформяне без напукване.
- Процес на отгряване: Известно още като отгряване за освобождаване на напрежението, процесното отгряване се използва за облекчаване на вътрешните напрежения, които се генерират по време на процеси на студена обработка, като валцуване, изтегляне или огъване. Алуминият се нагрява до температура под температурата на рекристализация, обикновено между 260°C и 371°C (500°F и 700°F), и след това се охлажда на въздух. Този процес често се използва при производството на1060 алуминиева намотказа предотвратяване на напукване и изкривяване по време на по-нататъшна обработка.
- Сфероидизиращо отгряване: Този тип отгряване се използва за подобряване на обработваемостта на високовъглеродни алуминиеви сплави. Алуминият се нагрява до температура малко над долната критична температура и след това се охлажда бавно. Този процес кара карбидните частици да образуват сферична форма, което намалява силите на рязане и подобрява повърхностното покритие по време на обработка.
Топлинна обработка на разтвора
Термичната обработка на разтвор е процес, при който алуминиевата сплав се нагрява до висока температура, за да се разтворят легиращите елементи в алуминиевата матрица. След това сплавта бързо се охлажда до стайна температура, за да се задържат разтворените елементи в свръхнаситен твърд разтвор.
Етапите на топлинна обработка на разтвора са както следва:
- Отопление: Алуминиевата сплав се нагрява до определена температура за разтваряне, която обикновено е между 450°C и 550°C (842°F и 1022°F), в зависимост от състава на сплавта. Например, някои високоякостни алуминиеви сплави изискват по-висока температура на разтваряне.
- Накисване: Сплавта се държи при температурата на разтваряне за определен период от време, за да се гарантира, че всички легиращи елементи са напълно разтворени в алуминиевата матрица. Времето за накисване зависи от дебелината и състава на сплавта.
- Закаляване: След накисване сплавта бързо се охлажда във вода, масло или въздух, за да се предотврати утаяването на легиращите елементи. Скоростта на охлаждане е критичен фактор при термичната обработка на разтвора. Бързата скорост на охлаждане може да доведе до по-висока якост, но също така да увеличи риска от остатъчно напрежение и изкривяване.
Термичната обработка на разтвор често се използва за подобряване на якостта и устойчивостта на корозия на алуминиевите сплави. След термична обработка на разтвора, алуминиевата сплав може да бъде допълнително укрепена чрез втвърдяване на валежите.
Преципитационно втвърдяване
Преципитационното втвърдяване, известно още като стареещо втвърдяване, е процес, който повишава якостта и твърдостта на алуминиевите сплави чрез утаяване на фини частици от втора фаза в алуминиевата матрица.
Процесът на валежно втвърдяване се състои от три етапа:
- Лечение с разтвор: Първо, алуминиевата сплав е термично обработена, както е описано по-горе, за да се образува свръхнаситен твърд разтвор.
- Закаляване: Сплавта се охлажда бързо до стайна температура, за да се задържи пренаситеният твърд разтвор.
- Стареене: След това закалената сплав се нагрява до по-ниска температура, обикновено между 120°C и 200°C (248°F и 392°F), и се държи при тази температура за определен период от време. По време на стареене пренаситеният твърд разтвор се разлага и от матрицата се утаяват фини частици от втора фаза. Тези утайки действат като пречки за движението на дислокациите, като по този начин увеличават здравината и твърдостта на сплавта.
Има два вида стареене: естествено стареене и изкуствено стареене. Естественото стареене се извършва при стайна температура за определен период от време, докато изкуственото стареене се извършва при повишена температура. Например, някои алуминиеви сплави от аерокосмически клас са изкуствено състарени, за да се постигне необходимата висока якост и устойчивост на умора.
Облекчаване на стреса
Облекчаването на напрежението е процес на термична обработка, използван за намаляване на вътрешните напрежения в алуминиевите продукти, причинени от производствени процеси като леене, заваряване или машинна обработка.
Процесът на облекчаване на напрежението включва нагряване на алуминия до температура под температурата на отгряване, обикновено между 150°C и 260°C (302°F и 500°F), и задържането му при тази температура за достатъчно време, за да позволи на вътрешните напрежения да се отпуснат. След това алуминият бавно се охлажда до стайна температура.
Облекчаването на напрежението е важно, тъй като вътрешните напрежения могат да причинят изкривяване, напукване и намален живот на умора. Например при производството наАлуминиево фолио 1100, облекчаването на напрежението може да подобри плоскостта и стабилността на размерите на фолиото.
Заключение
Всеки метод за термична обработка на алуминий има свои собствени уникални характеристики и приложения. Отгряването може да подобри пластичността и обработваемостта, термичната обработка на разтвора и втвърдяването чрез утаяване може да повиши якостта и устойчивостта на корозия, а облекчаването на напрежението може да намали вътрешните напрежения. Като доставчик на алуминий, ние имаме опит и съоръжения, за да предоставим висококачествени топлинно обработени алуминиеви продукти, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти.
Независимо дали сте в космическата, автомобилната, строителната или опаковъчната промишленост, ние можем да ви предложим точните термично обработени алуминиеви продукти. Ако се интересувате от нашите алуминиеви продукти или имате въпроси относно процесите на топлинна обработка, моля не се колебайте да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите продукти и услуги.
Референции
- Комитет по наръчника на металите. (1990). Ръководство за метали: Свойства и избор: цветни сплави и чисти метали. ASM International.
- Дейвис, JR (2001). Алуминий и алуминиеви сплави. ASM International.