Κατά τη θερμική επεξεργασία του αλουμινίου και των κραμάτων αλουμινίου, συναντώνται συχνά διάφορα προβλήματα, όπως:
-Λανθασμένη τοποθέτηση εξαρτήματος: Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση του εξαρτήματος, συχνά λόγω ανεπαρκούς απομάκρυνσης θερμότητας από το μέσο σβέσης με αρκετά γρήγορο ρυθμό ώστε να επιτευχθούν οι επιθυμητές μηχανικές ιδιότητες.
-Γρήγορη θέρμανση: Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε θερμική παραμόρφωση. Η σωστή τοποθέτηση των εξαρτημάτων βοηθά στην εξασφάλιση ομοιόμορφης θέρμανσης.
-Υπερθέρμανση: Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μερική τήξη ή ευτηκτική τήξη.
-Επιφανειακή απολέπιση/οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία.
-Υπερβολική ή ανεπαρκής επεξεργασία γήρανσης, οι οποίες και οι δύο μπορούν να οδηγήσουν σε απώλεια μηχανικών ιδιοτήτων.
-Διακυμάνσεις στις παραμέτρους χρόνου/θερμοκρασίας/απόσβεσης που μπορούν να προκαλέσουν αποκλίσεις στις μηχανικές ή/και φυσικές ιδιότητες μεταξύ εξαρτημάτων και παρτίδων.
-Επιπλέον, η κακή ομοιομορφία θερμοκρασίας, ο ανεπαρκής χρόνος μόνωσης και η ανεπαρκής ψύξη κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας του διαλύματος μπορούν να συμβάλουν σε ανεπαρκή αποτελέσματα.
Η θερμική επεξεργασία είναι μια κρίσιμη θερμική διαδικασία στη βιομηχανία αλουμινίου, ας εμβαθύνουμε σε περισσότερες σχετικές γνώσεις.
1. Προεπεξεργασία
Οι διαδικασίες προεπεξεργασίας που βελτιώνουν τη δομή και ανακουφίζουν από την τάση πριν από την απόσβεση είναι ευεργετικές για τη μείωση της παραμόρφωσης. Η προεπεξεργασία συνήθως περιλαμβάνει διαδικασίες όπως η σφαιροειδής ανόπτηση και η ανόπτηση ανακούφισης από την τάση, ενώ ορισμένες υιοθετούν επίσης απόσβεση και σκλήρυνση ή επεξεργασία ομαλοποίησης.
Ανόπτηση ανακούφισης από το στρεςΚατά την κατεργασία, μπορούν να αναπτυχθούν υπολειμματικές τάσεις λόγω παραγόντων όπως οι μέθοδοι κατεργασίας, η εμπλοκή του εργαλείου και οι ταχύτητες κοπής. Η ανομοιόμορφη κατανομή αυτών των τάσεων μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση κατά την απόσβεση. Για τον μετριασμό αυτών των επιπτώσεων, είναι απαραίτητη η ανόπτηση ανακούφισης από τις τάσεις πριν από την απόσβεση. Η θερμοκρασία για την ανόπτηση ανακούφισης από τις τάσεις είναι γενικά 500-700°C. Κατά τη θέρμανση σε αεριζόμενο μέσο, χρησιμοποιείται θερμοκρασία 500-550°C με χρόνο διατήρησης 2-3 ωρών για την πρόληψη της οξείδωσης και της αποανθράκωσης. Η μερική παραμόρφωση λόγω του ίδιου βάρους θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη φόρτωση και άλλες διαδικασίες είναι παρόμοιες με την τυπική ανόπτηση.
Προθερμική επεξεργασία για βελτίωση δομήςΑυτό περιλαμβάνει σφαιροειδή ανόπτηση, σβέση και σκλήρυνση, ομαλοποίηση της επεξεργασίας.
-Σφαιροειδοποίηση ΑνόπτησηςΑπαραίτητο για τον χάλυβα εργαλείων άνθρακα και τον κράμα χάλυβα εργαλείων κατά τη θερμική επεξεργασία, η δομή που προκύπτει μετά την σφαιροειδή ανόπτηση επηρεάζει σημαντικά την τάση παραμόρφωσης κατά την απόσβεση. Ρυθμίζοντας τη δομή μετά την ανόπτηση, μπορεί κανείς να μειώσει την κανονική παραμόρφωση κατά την απόσβεση.
-Άλλες μέθοδοι προεπεξεργασίαςΔιάφορες μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της παραμόρφωσης απόσβεσης, όπως η απόσβεση και η σκλήρυνση, η ομαλοποίηση της επεξεργασίας. Η επιλογή κατάλληλων προεπεξεργασιών όπως η απόσβεση και η σκλήρυνση, η ομαλοποίηση της επεξεργασίας με βάση την αιτία της παραμόρφωσης και το υλικό του εξαρτήματος μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την παραμόρφωση. Ωστόσο, απαιτείται προσοχή για τις υπολειμματικές τάσεις και τις αυξήσεις σκληρότητας μετά την σκλήρυνση, ειδικά η επεξεργασία απόσβεσης και σκλήρυνσης μπορεί να μειώσει τη διαστολή κατά την απόσβεση για χάλυβες που περιέχουν W και Mn, αλλά έχει μικρή επίδραση στη μείωση της παραμόρφωσης για χάλυβες όπως το GCr15.
Στην πρακτική παραγωγή, ο εντοπισμός της αιτίας της παραμόρφωσης απόσβεσης, είτε οφείλεται σε υπολειμματικές τάσεις είτε σε κακή δομή, είναι απαραίτητος για την αποτελεσματική επεξεργασία. Η ανόπτηση ανακούφισης από τάσεις θα πρέπει να διεξάγεται για την παραμόρφωση που προκαλείται από υπολειμματικές τάσεις, ενώ επεξεργασίες όπως η σκλήρυνση που αλλοιώνουν τη δομή δεν είναι απαραίτητες και αντίστροφα. Μόνο τότε μπορεί να επιτευχθεί ο στόχος της μείωσης της παραμόρφωσης απόσβεσης για τη μείωση του κόστους και τη διασφάλιση της ποιότητας.
2. Λειτουργία θέρμανσης με απόσβεση
Θερμοκρασία απόσβεσηςΗ θερμοκρασία απόσβεσης επηρεάζει σημαντικά την παραμόρφωση. Μπορούμε να επιτύχουμε τον σκοπό της μείωσης της παραμόρφωσης ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία απόσβεσης ή το δεσμευμένο επίδομα κατεργασίας να είναι το ίδιο με τη θερμοκρασία απόσβεσης για να επιτευχθεί ο σκοπός της μείωσης της παραμόρφωσης ή να επιλέξουμε και να διατηρήσουμε εύλογα το επίδομα κατεργασίας και τη θερμοκρασία απόσβεσης μετά από δοκιμές θερμικής επεξεργασίας, έτσι ώστε να μειωθεί το επακόλουθο επίδομα κατεργασίας. Η επίδραση της θερμοκρασίας απόσβεσης στην παραμόρφωση απόσβεσης δεν σχετίζεται μόνο με το υλικό που χρησιμοποιείται στο τεμάχιο εργασίας, αλλά και με το μέγεθος και το σχήμα του τεμαχίου εργασίας. Όταν το σχήμα και το μέγεθος του τεμαχίου εργασίας είναι πολύ διαφορετικά, αν και το υλικό του τεμαχίου εργασίας είναι το ίδιο, η τάση παραμόρφωσης απόσβεσης είναι αρκετά διαφορετική και ο χειριστής πρέπει να δώσει προσοχή σε αυτήν την κατάσταση στην πραγματική παραγωγή.
Χρόνος συγκράτησης απόσβεσηςΗ επιλογή του χρόνου συγκράτησης όχι μόνο διασφαλίζει την πλήρη θέρμανση και την επίτευξη της επιθυμητής σκληρότητας ή μηχανικών ιδιοτήτων μετά την απόσβεση, αλλά λαμβάνει επίσης υπόψη την επίδρασή της στην παραμόρφωση. Η παράταση του χρόνου συγκράτησης της απόσβεσης αυξάνει ουσιαστικά τη θερμοκρασία απόσβεσης, κάτι που είναι ιδιαίτερα έντονο για τον χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και χρώμιο.
Μέθοδοι φόρτωσηςΕάν το τεμάχιο εργασίας τοποθετηθεί σε παράλογη μορφή κατά τη θέρμανση, θα προκληθεί παραμόρφωση λόγω του βάρους του τεμαχίου εργασίας ή παραμόρφωση λόγω αμοιβαίας εξώθησης μεταξύ των τεμαχίων εργασίας ή παραμόρφωση λόγω ανομοιόμορφης θέρμανσης και ψύξης λόγω υπερβολικής στοίβαξης των τεμαχίων εργασίας.
Μέθοδος θέρμανσηςΓια τεμάχια εργασίας πολύπλοκου σχήματος και ποικίλου πάχους, ειδικά για εκείνα με στοιχεία υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και κράματα, μια αργή και ομοιόμορφη διαδικασία θέρμανσης είναι ζωτικής σημασίας. Η χρήση προθέρμανσης είναι συχνά απαραίτητη, απαιτώντας μερικές φορές πολλαπλούς κύκλους προθέρμανσης. Για μεγαλύτερα τεμάχια εργασίας που δεν υποβάλλονται σε αποτελεσματική επεξεργασία μέσω προθέρμανσης, η χρήση κλιβάνου αντίστασης σε κουτί με ελεγχόμενη θέρμανση μπορεί να μειώσει την παραμόρφωση που προκαλείται από την ταχεία θέρμανση.
3. Λειτουργία ψύξης
Η παραμόρφωση απόσβεσης προκύπτει κυρίως από τη διαδικασία ψύξης. Η σωστή επιλογή μέσου απόσβεσης, η επιδέξια λειτουργία και κάθε βήμα της διαδικασίας ψύξης επηρεάζουν άμεσα την παραμόρφωση απόσβεσης.
Επιλογή μέσου σβέσηςΕνώ διασφαλίζεται η επιθυμητή σκληρότητα μετά την απόσβεση, θα πρέπει να προτιμώνται ηπιότερα μέσα απόσβεσης για την ελαχιστοποίηση της παραμόρφωσης. Συνιστάται η χρήση θερμαινόμενων μέσων ψύξης (για να διευκολυνθεί η ευθυγράμμιση ενώ το εξάρτημα είναι ακόμα ζεστό) ή ακόμα και η ψύξη με αέρα. Μέσα με ρυθμούς ψύξης μεταξύ νερού και λαδιού μπορούν επίσης να αντικαταστήσουν τα διπλά μέσα νερού-λαδιού.
—Απόσβεση με ψύξη αέραΗ σβέση με ψύξη με αέρα είναι αποτελεσματική για τη μείωση της παραμόρφωσης σβέσης του χάλυβα υψηλής ταχύτητας, του χάλυβα χρωμίου και του χάλυβα μικροπαραμόρφωσης με ψύξη με αέρα. Για τον χάλυβα 3Cr2W8V που δεν απαιτεί υψηλή σκληρότητα μετά την σβέση, η σβέση με αέρα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της παραμόρφωσης ρυθμίζοντας σωστά τη θερμοκρασία σβέσης.
—Ψύξη και σβέση λαδιούΤο λάδι είναι ένα μέσο σβέσης με πολύ χαμηλότερο ρυθμό ψύξης από το νερό, αλλά για εκείνα τα τεμάχια με υψηλή σκληρυνσιμότητα, μικρό μέγεθος, πολύπλοκο σχήμα και μεγάλη τάση παραμόρφωσης, ο ρυθμός ψύξης του λαδιού είναι πολύ υψηλός, αλλά για τεμάχια με μικρό μέγεθος αλλά κακή σκληρυνσιμότητα, ο ρυθμός ψύξης του λαδιού είναι ανεπαρκής. Προκειμένου να λυθούν οι παραπάνω αντιφάσεις και να αξιοποιηθεί πλήρως η σβέση λαδιού για να μειωθεί η παραμόρφωση σβέσης των τεμαχίων, οι άνθρωποι έχουν υιοθετήσει μεθόδους ρύθμισης της θερμοκρασίας λαδιού και αύξησης της θερμοκρασίας σβέσης για να επεκτείνουν τη χρήση του λαδιού.
—Αλλαγή της θερμοκρασίας του λαδιού σβέσηςΗ χρήση της ίδιας θερμοκρασίας λαδιού για σβέση για τη μείωση της παραμόρφωσης σβέσης εξακολουθεί να παρουσιάζει τα ακόλουθα προβλήματα: όταν η θερμοκρασία λαδιού είναι χαμηλή, η παραμόρφωση σβέσης εξακολουθεί να είναι μεγάλη και όταν η θερμοκρασία λαδιού είναι υψηλή, είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η σκληρότητα του τεμαχίου μετά την σβέση. Υπό την συνδυασμένη επίδραση του σχήματος και του υλικού ορισμένων τεμαχίων, η αύξηση της θερμοκρασίας του λαδιού σβέσης μπορεί επίσης να αυξήσει την παραμόρφωσή του. Επομένως, είναι πολύ απαραίτητο να προσδιοριστεί η θερμοκρασία λαδιού του λαδιού σβέσης μετά την επιτυχία της δοκιμής σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες του υλικού του τεμαχίου, το μέγεθος και το σχήμα της διατομής.
Όταν χρησιμοποιείτε καυτό λάδι για σβέση, για να αποφύγετε πυρκαγιά που προκαλείται από υψηλή θερμοκρασία λαδιού που προκαλείται από την σβέση και την ψύξη, θα πρέπει να υπάρχει ο απαραίτητος εξοπλισμός πυρόσβεσης κοντά στη δεξαμενή λαδιού. Επιπλέον, ο δείκτης ποιότητας του λαδιού σβέσης θα πρέπει να ελέγχεται τακτικά και το νέο λάδι θα πρέπει να αναπληρώνεται ή να αντικαθίσταται εγκαίρως.
—Αυξήστε τη θερμοκρασία σβέσηςΑυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για τεμάχια εργασίας από ανθρακούχο χάλυβα μικρής διατομής και ελαφρώς μεγαλύτερα τεμάχια εργασίας από κράμα χάλυβα που δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις σκληρότητας μετά από θέρμανση και διατήρηση θερμότητας σε κανονικές θερμοκρασίες σβέσης και σβέση με λάδι. Με την κατάλληλη αύξηση της θερμοκρασίας σβέσης και στη συνέχεια τη σβέση με λάδι, μπορεί να επιτευχθεί το αποτέλεσμα της σκλήρυνσης και της μείωσης της παραμόρφωσης. Όταν χρησιμοποιείται αυτή η μέθοδος για σβέση, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την αποφυγή προβλημάτων όπως η χονδροποίηση των κόκκων, η μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων και η διάρκεια ζωής του τεμαχίου εργασίας λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας σβέσης.
—Ταξινόμηση και αυστηρότηταΌταν η σκληρότητα απόσβεσης μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις σχεδιασμού, η ταξινόμηση και η σκλήρυνση του θερμού μέσου λουτρού θα πρέπει να αξιοποιηθούν πλήρως για την επίτευξη του σκοπού της μείωσης της παραμόρφωσης απόσβεσης. Αυτή η μέθοδος είναι επίσης αποτελεσματική για δομικούς χάλυβες άνθρακα μικρής διατομής και εργαλειοχάλυβες χαμηλής σκληρότητας, ειδικά για χαλύβδινους χάλυβες που περιέχουν χρώμιο και χαλύβδινα τεμάχια υψηλής ταχύτητας με υψηλή σκληρότητα. Η ταξινόμηση του θερμού μέσου λουτρού και η μέθοδος ψύξης της σκλήρυνσης είναι οι βασικές μέθοδοι απόσβεσης για αυτό το είδος χάλυβα. Ομοίως, είναι επίσης αποτελεσματική για τους χάλυβες άνθρακα και τους δομικούς χάλυβες χαμηλής κράμασης που δεν απαιτούν υψηλή σκληρότητα απόσβεσης.
Όταν σβήνετε με ένα ζεστό μπάνιο, πρέπει να δώσετε προσοχή στα ακόλουθα ζητήματα:
Καταρχάς, όταν χρησιμοποιείται λουτρό λαδιού για διαβάθμιση και ισόθερμη απόσβεση, η θερμοκρασία του λαδιού θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για την αποφυγή πυρκαγιάς.
Δεύτερον, κατά την απόσβεση με ποιότητες νιτρικού άλατος, η δεξαμενή νιτρικού άλατος θα πρέπει να είναι εξοπλισμένη με τα απαραίτητα όργανα και συσκευές ψύξης νερού. Για άλλες προφυλάξεις, ανατρέξτε στις σχετικές πληροφορίες και δεν θα τις επαναλάβουμε εδώ.
Τρίτον, η ισόθερμη θερμοκρασία θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά κατά την ισόθερμη απόσβεση. Η υψηλή ή η χαμηλή θερμοκρασία δεν συμβάλλει στη μείωση της παραμόρφωσης απόσβεσης. Επιπλέον, κατά την επαναφορά, η μέθοδος ανάρτησης του τεμαχίου εργασίας θα πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε να αποτρέπεται η παραμόρφωση που προκαλείται από το βάρος του τεμαχίου εργασίας.
Τέταρτον, όταν χρησιμοποιείται ισόθερμη ή διαβαθμισμένη απόσβεση για τη διόρθωση του σχήματος του τεμαχίου εργασίας ενώ είναι ζεστό, τα εργαλεία και τα εξαρτήματα πρέπει να είναι πλήρως εξοπλισμένα και η δράση πρέπει να είναι γρήγορη κατά τη λειτουργία. Αποτρέψτε τις αρνητικές επιπτώσεις στην ποιότητα απόσβεσης του τεμαχίου εργασίας.
Λειτουργία ψύξηςΗ επιδέξια λειτουργία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση απόσβεσης, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται μέσα απόσβεσης με νερό ή λάδι.
-Σωστή κατεύθυνση εισόδου μέσου σβέσηςΣυνήθως, τα συμμετρικά ισορροπημένα ή επιμήκη τεμάχια που μοιάζουν με ράβδους θα πρέπει να ψύχονται κάθετα στο μέσο. Τα ασύμμετρα μέρη μπορούν να ψύχονται υπό γωνία. Η σωστή κατεύθυνση στοχεύει στη διασφάλιση ομοιόμορφης ψύξης σε όλα τα μέρη, με τις περιοχές βραδύτερης ψύξης να εισέρχονται πρώτα στο μέσο και στη συνέχεια τα τμήματα ταχύτερης ψύξης. Η εξέταση του σχήματος του τεμαχίου εργασίας και της επίδρασής του στην ταχύτητα ψύξης είναι ζωτικής σημασίας στην πράξη.
-Μετακίνηση τεμαχίων εργασίας σε μέσο σβέσηςΤα εξαρτήματα που ψύχονται αργά θα πρέπει να είναι στραμμένα προς το μέσο απόσβεσης. Τα συμμετρικά διαμορφωμένα τεμάχια εργασίας θα πρέπει να ακολουθούν μια ισορροπημένη και ομοιόμορφη διαδρομή στο μέσο, διατηρώντας μικρό πλάτος και γρήγορη κίνηση. Για λεπτά και επιμήκη τεμάχια εργασίας, η σταθερότητα κατά την απόσβεση είναι ζωτικής σημασίας. Αποφύγετε την ταλάντωση και εξετάστε το ενδεχόμενο χρήσης σφιγκτήρων αντί για συρματόπλεγμα για καλύτερο έλεγχο.
-Ταχύτητα σβέσηςΤα τεμάχια εργασίας πρέπει να ψύχονται γρήγορα. Ιδιαίτερα για λεπτά, ραβδοειδή τεμάχια εργασίας, οι χαμηλότερες ταχύτητες ψύξεως μπορούν να οδηγήσουν σε αυξημένη παραμόρφωση κάμψης και διαφορές στην παραμόρφωση μεταξύ των τμημάτων που ψύχονται σε διαφορετικούς χρόνους.
-Ελεγχόμενη ψύξηΓια τεμάχια εργασίας με σημαντικές διαφορές στο μέγεθος της διατομής, προστατέψτε τα τμήματα που ψύχονται ταχύτερα με υλικά όπως σχοινί αμιάντου ή μεταλλικά φύλλα για να μειώσετε τον ρυθμό ψύξης τους και να επιτύχετε ομοιόμορφη ψύξη.
-Χρόνος ψύξης στο νερόΓια τεμάχια που υφίστανται κυρίως παραμόρφωση λόγω δομικής καταπόνησης, μειώστε τον χρόνο ψύξης τους στο νερό. Για τεμάχια που υφίστανται κυρίως παραμόρφωση λόγω θερμικής καταπόνησης, παρατείνετε τον χρόνο ψύξης τους στο νερό για να μειώσετε την παραμόρφωση λόγω απόσβεσης.
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 21 Φεβρουαρίου 2024
