Hur värmebehandlar man aluminiumlegering?

Hur man värmebehandlar aluminiumlegering?

Förutom några vanliga egenskaper hos aluminiumlegeringar, som högt hållfasthet-till-viktförhållande och stark korrosionsbeständighet, prestanda för olika legeringar är ganska olika, och värmebehandling är också ett verktyg för att justera dess prestanda.

Värmebehandling avser att kontrollera temperaturen på en del av eller hela legeringen och tiden vid en viss temperatur, därigenom förändrar dess mikrostruktur och förändrar legeringens egenskaper.

Värmebehandling av stål – Uppvärmning av metallen till mycket höga temperaturer.

Men aluminium har en mycket lägre smältpunkt och en högre värmeledningsförmåga, vilket avsevärt kan påverka hur det värms upp.

Värmebehandling av aluminiumlegering

Kan aluminiumlegering värmebehandlas?

Vissa specifika legeringar kan värmebehandlas, inte alla aluminiumlegeringar kan värmebehandlas;

I stort sett, värmebehandling kan förbättra prestandaparametrarna för aluminiumlegeringar, såsom:

• 1. Förstärkt legering
• 2. Ökad duktilitet
• 3. Ökad hårdhet
• 4. Eliminera inre stress
• 5. Förbättra dess korrosionsbeständighet
• 6. Ledningsförmåga

Legeringar som kan förstärkas genom värmebehandling kallas värmebehandlingsbara legeringar, såsom:

• 2000 serie
• 4000 serie (några legeringar)
• 6000 serie
• 7000 serie
• 8000 serie

Den faktor som avgör om legeringen kan värmebehandlas är legeringens kemiska sammansättning. Vissa kemiska grundämnen uppvisar högre löslighet i aluminium vid hög temperatur, och atomerna kan omfördelas i legeringen för att göra fördelningen mer enhetlig och förbättra legeringens prestanda.

Men vår vanligaste värmebehandlingsbara legering är 6061 legering.

Vilka är värmebehandlingsmetoderna för aluminiumlegering?

Det finns fyra vanliga värmebehandlingsmetoder för aluminiumlegeringar;

1. Glödgning

Glödgning är en process som används för att motverka några av effekterna av kallbearbetning (utan att värma upp aluminiumet). När ett material kallbearbetas, det skapar inre spänningar som ökar dess styrka och hårdhet. Dock, detta sker på bekostnad av viss formbarhet och formbarhet, en effekt som kallas arbetshärdning.

Arbetshärdning är nödvändig för att öka styrkan hos produkten. Dock, om produkten därefter utsätts för ytterligare formningsbearbetning, minskningen i formbarhet kan leda till bearbetningsfel hos produkten.

Glödgning avlastar även inre spänningar i gjutna aluminiumdelar för att förhindra framtida sprickor. Processen går ut på att värma legeringen till en specifik temperatur, hålla den under en viss tid, och kyler sedan långsamt tillbaka till rumstemperatur.

2. Lösningsvärmebehandling

Lösningsvärmebehandling innebär en uppvärmningsprocess som liknar glödgning, men istället för att gradvis kyla till rumstemperatur, produkten är släckt. Släckning görs vanligtvis i vatten och "fryser" i huvudsak mikrostrukturen innan atomerna omfördelas.

Efter släckning, aluminium kan åldras. Släckning tillhandahåller också ett fönster som låter dig fortsätta med ytterligare formningsprocesser.

Lösningsvärmebehandling maximerar koncentrationen av härdande legeringselement i fast lösning så att de inte fälls ut innan åldrande inträffar.

Den ideala temperaturen för att uppnå denna löslighet är bara några få grader under legeringens smälttemperatur. På grund av det mycket smala temperaturfönstret, mycket exakta ugnar måste användas för att uppnå och bibehålla de villkor som krävs.

3. Naturligt och artificiellt åldrande

När en produkt är lösningsvärmebehandlad, åldrande är en naturlig eller artificiell process. Åldringsprocessen ökar gradvis styrkan och hårdheten hos legeringen till en högre nivå än den ursprungliga nivån.

När åldringsprocessen börjar, legeringens mikrostruktur fixeras gradvis när fasta lösningselement börjar fällas ut och låser sig i sina slutliga positioner.

Naturligt åldrande innebär att det mesta av härdningen sker inuti 24 timmars behandling, och det kan ta fyra till fem dagar för full effekt att äga rum. Dock, vissa legeringar kan inte uppnå maximal styrka genom naturlig åldring eftersom deras fasta lösningskomponenter inte kan fällas ut helt.

Dessa legeringar kräver ytterligare uppvärmning för att uppnå fullständig utfällning, en process som kallas artificiellt åldrande, även känd som nederbördshärdning. Legeringen värms upp till en specifik temperatur och hålls under 6 till 24 timmar, kyldes sedan till rumstemperatur. Resultatet är en legering med ökad styrka och hårdhet men minskad duktilitet.

4. Homogenisering

Huvudmålet för den slutliga värmebehandlingsprocessen (homogenisering) är att omfördela de inre legeringselementen för att uppnå enhetlighet i produktens kemiska sammansättning. Detta är mycket viktigt för gjutningar, som stelnar med olika hastighet genom hela sin tjocklek, börjar vid kanten av formen.

I denna process, element med lägre smältpunkter, såsom rent aluminium, stelna först i ytterkanterna, medan element med högre smältpunkter migrerar och koncentreras mot mitten av gjutväggen.

Om inget görs, vissa delar av produkten kan vara för mjuka, medan andra områden kan vara för hårda och spröda, gör misslyckande mer sannolikt. För att homogenisera aluminiumlegeringen, delen värms upp till en temperatur strax under dess smältpunkt och kyls sedan långsamt.

Skillnaden mellan homogenisering och glödgning är att homogenisering görs vid en högre temperatur. Glödgning omkristalliseras endast genom korngränsmigrering, medan homogenisering också tillåter migrering av legeringselement för att uppnå enhetlig kemisk sammansättning genom hela produkten.

Lager av aluminiumlegering

Värmebehandling och härdning: är de släkt?

När du letar efter aluminiumlegeringar, tempereringsvillkoret är i allmänhet inkluderat, och vissa tempereringsbeteckningar är markerade enligt den specifika värmebehandling som nämnts tidigare. Som är, beteckningarna "O", "W" respektive "T" visar om legeringen har glödgats, lösning värmebehandlas eller åldras.

O = glödgat

W = lösning värmebehandlad

T = ålderdom

Deras betydelser är olika, men en specifik härdningsbehandling kräver vanligtvis en specifik värmebehandlingsprocess;
När du är redo att beställa eller använda en aluminiumlegering, det är bäst att komma ihåg dess tempereringsnamn och effekten av härdning på legeringens egenskaper.

Sammanfatta

Vid köp av aluminiumlegering, inte bara för att bestämma legeringstypen, legeringstypen kan bestämma att legeringens prestanda är bra, men olika härdningstillstånd har en relativt stor inverkan på prestandan;

Låt mig ge dig ett exempel för att illustrera ett problem. När du köper det härdade tillståndet för legering A och B, det har visat sig att det härdade tillståndet för legering C och D också kan uppfylla alla fysikaliska och kemiska prestandakrav. kan förbättras i större utsträckning.

Lämpligheten av värmebehandling för din produkt beror på dess slutapplikation och den tillverkningsprocess du väljer. Eftersom värmebehandling medför ytterligare verktygskostnader, du bör noga utvärdera om det är nödvändigt i din situation.