Aluminij je metal koji se široko koristi u raznim industrijama zbog svojih odličnih svojstava kao što su niska gustoća, visoka otpornost na koroziju i dobra električna provodljivost. Toplinska obrada je važan proces koji može značajno poboljšati mehanička svojstva i performanse aluminijskih proizvoda. Kao dobavljač aluminijuma, imam veliko znanje i iskustvo u različitim metodama termičke obrade aluminijuma. U ovom blogu ću predstaviti neke uobičajene metode termičke obrade aluminija.
Žarenje
Žarenje je proces toplinske obrade koji uključuje zagrijavanje aluminija na određenu temperaturu, a zatim njegovo polagano hlađenje. Ovaj proces se koristi za ublažavanje unutrašnjih naprezanja, povećanje duktilnosti i poboljšanje obradivosti.
Postoje tri glavne vrste žarenja za aluminijum:
- Potpuno žarenje: Ovo je najčešći tip žarenja za aluminij. Aluminijum se zagreva na temperaturu između 343°C i 427°C (650°F i 800°F), drži na ovoj temperaturi dovoljno vremena da omogući metalu da dostigne ujednačenu temperaturu, a zatim se polako hladi. Potpuno žarenje se koristi za proizvodnju potpuno rekristalizirane strukture, što rezultira maksimalnom mekoćom i duktilnošću. Na primjer, kada isporučujemoBešavne aluminijumske cevi, potpuno žarenje može olakšati savijanje i oblikovanje cijevi bez pucanja.
- Proces žarenja: Također poznato kao žarenje za ublažavanje naprezanja, procesno žarenje se koristi za ublažavanje unutrašnjih naprezanja koji nastaju tokom procesa hladne obrade kao što su valjanje, izvlačenje ili savijanje. Aluminijum se zagreva na temperaturu ispod temperature rekristalizacije, obično između 260°C i 371°C (500°F i 700°F), a zatim se hladi na vazduhu. Ovaj proces se često koristi u proizvodnji1060 Aluminium Coilkako bi se spriječilo pucanje i savijanje tokom dalje obrade.
- Sferoidizirajuće žarenje: Ova vrsta žarenja se koristi za poboljšanje obradivosti legura aluminija s visokim udjelom ugljika. Aluminij se zagrijava do temperature malo iznad donje kritične temperature, a zatim se polako hladi. Ovaj proces uzrokuje da čestice karbida formiraju sferni oblik, što smanjuje sile rezanja i poboljšava završnu obradu površine tokom obrade.
Toplinska obrada rastvora
Toplinska obrada rastvorom je proces u kojem se legura aluminijuma zagreva na visoku temperaturu kako bi se rastvorili elementi legure u aluminijumskoj matrici. Legura se zatim brzo hladi na sobnu temperaturu kako bi se otopljeni elementi zadržali u prezasićenom čvrstom rastvoru.
Koraci toplinske obrade otopine su sljedeći:
- Grijanje: Aluminijska legura se zagrijava do određene temperature rastvaranja, koja je obično između 450°C i 550°C (842°F i 1022°F), ovisno o sastavu legure. Na primjer, neke legure aluminija visoke čvrstoće zahtijevaju višu temperaturu rastvaranja.
- Natapanje: Legura se drži na temperaturi rastvaranja određeni vremenski period kako bi se osiguralo da su svi legirajući elementi potpuno otopljeni u aluminijskoj matrici. Vrijeme namakanja ovisi o debljini i sastavu legure.
- Gašenje: Nakon namakanja, legura se brzo gasi u vodi, ulju ili zraku kako bi se spriječilo taloženje legirajućih elemenata. Brzina gašenja je kritičan faktor u toplotnoj obradi rastvora. Brza brzina gašenja može rezultirati većom čvrstoćom, ali i povećati rizik od preostalog naprezanja i izobličenja.
Toplinska obrada otopinom se često koristi za poboljšanje čvrstoće i otpornosti na koroziju aluminijskih legura. Nakon termičke obrade otopinom, aluminijska legura može se dodatno ojačati taloženjem.
Precipitation Hardening
Precipitacijsko stvrdnjavanje, također poznato kao očvršćavanje sa starenjem, je proces koji povećava čvrstoću i tvrdoću aluminijskih legura taloženjem finih čestica druge faze unutar aluminijske matrice.
Proces taložnog stvrdnjavanja sastoji se od tri faze:
- Solution Treatment: Prvo, legura aluminijuma je termički obrađena kao što je gore opisano da bi se formirala prezasićena čvrsta otopina.
- Gašenje: Legura se brzo ugasi na sobnu temperaturu kako bi zadržala prezasićeni čvrsti rastvor.
- Starenje: Ugašena legura se zatim zagreva na nižu temperaturu, obično između 120°C i 200°C (248°F i 392°F), i drži na ovoj temperaturi određeni vremenski period. Tokom starenja, prezasićeni čvrsti rastvor se raspada, a fine čestice druge faze talože se iz matrice. Ovi precipitati djeluju kao prepreka kretanju dislokacija, čime se povećava čvrstoća i tvrdoća legure.
Postoje dvije vrste starenja: prirodno starenje i umjetno starenje. Prirodno starenje se odvija na sobnoj temperaturi tokom određenog vremenskog perioda, dok se veštačko starenje vrši na povišenoj temperaturi. Na primjer, neke legure aluminija za zrakoplovstvo su umjetno stare kako bi se postigla potrebna visoka čvrstoća i otpornost na zamor.
Stress Relieving
Oslobađanje od naprezanja je proces termičke obrade koji se koristi za smanjenje unutrašnjih naprezanja u aluminijskim proizvodima koji su uzrokovani procesima proizvodnje kao što su lijevanje, zavarivanje ili strojna obrada.
Proces oslobađanja od naprezanja uključuje zagrijavanje aluminija na temperaturu ispod temperature žarenja, tipično između 150°C i 260°C (302°F i 500°F), i držanje na ovoj temperaturi dovoljno vremena da se unutrašnji naponi opuste. Nakon toga, aluminijum se polako hladi na sobnu temperaturu.
Oslobađanje od stresa je važno jer unutrašnja naprezanja mogu uzrokovati izobličenje, pucanje i smanjen vijek trajanja. Na primjer, u proizvodnjiAluminijumska folija 1100, ublažavanje naprezanja može poboljšati ravnost i stabilnost dimenzija folije.
Zaključak
Svaka metoda termičke obrade aluminija ima svoje jedinstvene karakteristike i primjenu. Žarenje može poboljšati duktilnost i obradivost, toplinska obrada otopinom i taložno očvršćavanje mogu povećati čvrstoću i otpornost na koroziju, a smanjenje naprezanja može smanjiti unutarnja naprezanja. Kao dobavljač aluminijuma, imamo stručnost i kapacitete da obezbedimo visokokvalitetne termički obrađene aluminijumske proizvode kako bismo zadovoljili različite potrebe naših kupaca.
Bilo da se bavite svemirskom, automobilskom, građevinskom ili ambalažnom industrijom, možemo vam ponuditi prave termički obrađene aluminijske proizvode. Ukoliko ste zainteresovani za naše aluminijumske proizvode ili imate pitanja o procesima termičke obrade, slobodno nas kontaktirajte za nabavku i dalje razgovore. Posvećeni smo pružanju najboljih proizvoda i usluga.
Reference
- Odbor za priručnike za metale. (1990). Priručnik za metale: Svojstva i izbor: legure obojenih metala i čisti metali. ASM International.
- Davis, JR (2001). Aluminijum i aluminijumske legure. ASM International.