Ο ρόλος της θερμικής επεξεργασίας αλουμινίου είναι η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών, η εξάλειψη της υπολειμματικής τάσης και η βελτίωση της μηχανικής κατεργασίας των μετάλλων. Ανάλογα με τους διαφορετικούς σκοπούς της θερμικής επεξεργασίας, οι διαδικασίες μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: προθερμική επεξεργασία και τελική θερμική επεξεργασία.
Ο σκοπός της προθερμικής επεξεργασίας είναι η βελτίωση της απόδοσης επεξεργασίας, η εξάλειψη των εσωτερικών τάσεων και η προετοιμασία μιας καλής μεταλλογραφικής δομής για την τελική θερμική επεξεργασία. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνει ανόπτηση, ομαλοποίηση, γήρανση, σβέση και σκλήρυνση κ.ο.κ.
1) Ανόπτηση και ομαλοποίηση
Η ανόπτηση και η ομαλοποίηση χρησιμοποιούνται για υλικά αλουμινίου θερμής κατεργασίας. Ο χάλυβας άνθρακα και ο κράμα χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 0,5% συχνά υποβάλλονται σε ανόπτηση για να μειωθεί η σκληρότητά τους και να είναι εύκολο να κοπούν. Ο χάλυβας άνθρακα και ο κράμα χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα μικρότερη από 0,5% χρησιμοποιούνται για να αποφευχθεί η προσκόλληση στο μαχαίρι όταν η σκληρότητα είναι πολύ χαμηλή. Και χρησιμοποιούν επεξεργασία ομαλοποίησης. Η ανόπτηση και η ομαλοποίηση μπορούν να βελτιώσουν τους κόκκους και την ομοιόμορφη δομή και να προετοιμάσουν την επακόλουθη θερμική επεξεργασία. Η ανόπτηση και η ομαλοποίηση συνήθως ρυθμίζονται μετά την κατασκευή του ακατέργαστου τεμαχίου και πριν από την τραχιά κατεργασία.
2) Θεραπεία γήρανσης
Η επεξεργασία γήρανσης χρησιμοποιείται κυρίως για την εξάλειψη της εσωτερικής τάσης που δημιουργείται κατά την κατασκευή και την κατεργασία των κενών τεμαχίων.
Για να αποφευχθεί ο υπερβολικός φόρτος εργασίας μεταφοράς, για εξαρτήματα με γενική ακρίβεια, αρκεί να προγραμματιστεί μία επεξεργασία γήρανσης πριν από την τελική επεξεργασία. Ωστόσο, για εξαρτήματα με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας, όπως το κουτί της μηχανής διάτρησης με γάντζο κ.λπ., θα πρέπει να προγραμματιστούν δύο ή περισσότερες διαδικασίες επεξεργασίας γήρανσης. Τα απλά εξαρτήματα γενικά δεν χρειάζονται επεξεργασία γήρανσης.
Εκτός από τα χυτά, για ορισμένα εξαρτήματα ακριβείας με χαμηλή ακαμψία, όπως οι βίδες ακριβείας, προκειμένου να εξαλειφθεί η εσωτερική τάση που δημιουργείται κατά την επεξεργασία και να σταθεροποιηθεί η ακρίβεια επεξεργασίας των εξαρτημάτων, συχνά οργανώνονται πολλαπλές επεξεργασίες γήρανσης μεταξύ τραχιάς κατεργασίας και ημιτελικής κατεργασίας. Για ορισμένα εξαρτήματα άξονα, η επεξεργασία γήρανσης θα πρέπει επίσης να οργανώνεται μετά τη διαδικασία ευθυγράμμισης.
3) Σβήσιμο και σκλήρυνση
Η σβέση και η σκλήρυνση αναφέρονται στην υψηλή θερμοκρασία σκλήρυνσης μετά την σβέση. Μπορεί να αποκτήσει μια ομοιόμορφη και σκληρυμένη δομή σορβίτη, η οποία είναι ένα παρασκεύασμα για τη μείωση της παραμόρφωσης κατά την επιφανειακή σβέση και την επεξεργασία νιτρίωσης. Επομένως, η σβέση και η σκλήρυνση μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως προθερμαντική επεξεργασία.
Λόγω των καλύτερων ολοκληρωμένων μηχανικών ιδιοτήτων των εξαρτημάτων απόσβεσης και σκλήρυνσης, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως τελική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας για ορισμένα εξαρτήματα που δεν απαιτούν υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά.
Ο σκοπός της τελικής θερμικής επεξεργασίας είναι η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων όπως η σκληρότητα, η αντοχή στη φθορά και η αντοχή. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνει σβέση, ενανθράκωση και σβέση, καθώς και επεξεργασία εναζώτωσης.
1) Σβήσιμο
Η απόσβεση διαιρείται σε επιφανειακή απόσβεση και συνολική απόσβεση. Μεταξύ αυτών, η επιφανειακή απόσβεση χρησιμοποιείται ευρέως λόγω της μικρής παραμόρφωσης, οξείδωσης και αποανθράκωσης, και η επιφανειακή απόσβεση έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της υψηλής εξωτερικής αντοχής και της καλής αντοχής στη φθορά, διατηρώντας παράλληλα καλή εσωτερική σκληρότητα και ισχυρή αντοχή στην κρούση. Προκειμένου να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων επιφανειακής απόσβεσης, συχνά απαιτείται θερμική επεξεργασία όπως απόσβεση και σκλήρυνση ή ομαλοποίηση ως προθερμική επεξεργασία. Η γενική οδός διεργασίας της είναι: κατεργασία με κοπή, σφυρηλάτηση, ομαλοποίηση, ανόπτηση, τραχιά κατεργασία, απόσβεση και σκλήρυνση, ημι-φινίρισμα, επιφανειακή απόσβεση, φινίρισμα.
2) Ενανθράκωση και σβέση
Η ενανθράκωση και η σβέση έχουν ως στόχο την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα του επιφανειακού στρώματος του εξαρτήματος πρώτα και, μετά την σβέση, το επιφανειακό στρώμα αποκτά υψηλή σκληρότητα, ενώ το κεντρικό μέρος διατηρεί μια ορισμένη αντοχή και υψηλή σκληρότητα και πλαστικότητα. Η ενανθράκωση διαιρείται σε συνολική ενανθράκωση και μερική ενανθράκωση. Όταν πραγματοποιείται μερική ενανθράκωση, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα κατά της διαρροής για τα μη ενανθράκωση εξαρτημάτων. Δεδομένου ότι η ενανθράκωση και η σβέση προκαλούν μεγάλη παραμόρφωση και το βάθος ενανθράκωσης είναι γενικά μεταξύ 0,5 και 2 mm, η διαδικασία ενανθράκωσης γενικά οργανώνεται μεταξύ ημιτελικής και τελικής επεξεργασίας.
Η οδός της διεργασίας είναι γενικά: κατεργασία με κοπή, σφυρηλάτηση, ομαλοποίηση, τραχιά κατεργασία, ημιτελική κατεργασία, ενανθράκωση και σβέση, φινίρισμα. Όταν το μη ενανθράκωμα μέρος του ενανθράκωσης και του τμήματος σβέσης υιοθετεί το σχέδιο διεργασίας αφαίρεσης της περίσσειας ενανθράκωσης μετά την αύξηση του περιθωρίου, η διαδικασία αφαίρεσης της περίσσειας ενανθράκωσης θα πρέπει να διευθετηθεί μετά την ενανθράκωση και την σβέση, πριν από την σβέση.
3) Επεξεργασία νιτρίδωσης
Η εναζώτωση είναι η διαδικασία διείσδυσης ατόμων αζώτου σε μια μεταλλική επιφάνεια για να ληφθεί ένα στρώμα ενώσεων που περιέχουν άζωτο. Το στρώμα εναζώτωσης μπορεί να βελτιώσει τη σκληρότητα, την αντοχή στη φθορά, την αντοχή στην κόπωση και την αντοχή στη διάβρωση της επιφάνειας του εξαρτήματος. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία επεξεργασίας εναζώτωσης είναι χαμηλή, η παραμόρφωση είναι μικρή και το στρώμα εναζώτωσης είναι λεπτό, γενικά όχι περισσότερο από 0,6~0,7 mm, η διαδικασία εναζώτωσης πρέπει να διευθετηθεί το αργότερο δυνατό. Προκειμένου να μειωθεί η παραμόρφωση κατά τη εναζώτωση, γενικά απαιτείται σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία για την ανακούφιση από την τάση.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Alumin
Ώρα δημοσίευσης: 04 Σεπτεμβρίου 2023
