Álherðing er lykiltækni til að auka verðmæti iðnaðarnotkunar þess, sem nær yfir meginregluna, ferli, prófun og aðra kjarnaþætti. Þessi grein fjallar um kjarna aldursherðingar, tekur í sundur lykilatriði hagnýtrar notkunar og hjálpar til við að ná nákvæmum tökum á styrkingarfærni álprófíla.
Hvað þýðir „herðandi ál“?
Álherðing, einnig þekkt sem aldursherðing eða úrkomuherðing, er kjarnaferli til að auka styrk og hörku áls og álblöndur með hitameðferð. Meginreglan er sú að ál er hitað að tilteknu hitastigi þannig að málmblöndurefnin eru að fullu uppleyst og síðan kæld hratt til að mynda yfirmettaða fasta lausn. Þessi óstöðuga örbygging leiðir til hægrar útfellingar á örsmáum útfelldum fasaagnum, sem hindrar í raun tilfærsluhreyfingu innan málmsins og eykur þannig vélræna eiginleika sniðsins verulega án þess að breyta lögun þess. Þetta ferli er mikið notað í nútíma iðnaði, sérstaklega í aðstæðum sem krefjast jafnvægis milli styrks og léttleika. Ólíkt öðrum herðingaraðferðum getur aldursherðing stjórnað nákvæmlega eiginleikum áls og hefur mikla víddarstöðugleika meðan á ferlinu stendur, sem gerir það að lykiltæknistuðningi fyrir geimferða-, bíla- og önnur háþróuð svið.
Helstu kostir aldursherðandi áls
Aldursherðing færir fjölda frammistöðustökka í álprófíla, sem gefur þeim óbætanlega kosti í fjölmörgum notkunarsviðum. Í fyrsta lagistyrkur og hörkuaf álprófílum eru verulega endurbætt. Með styrkjandi áhrifum útfelldra fasaagna getur togstyrkur og hörku álprófíla náð margfalt hærri en ómeðhöndlaða ástandið, en viðhalda lágum þéttleika og þannig gert sér grein fyrir kjarnakröfunni um „létt og sterkt“. Bjartsýni kornbygging er annar hápunktur, strangt eftirlit með ferlibreytum getur myndað samræmda dreifingu á fínu útfelldu fasa, þannig aðvélrænni eiginleikar áls eru stöðugri, til að forðast bilun af völdum staðbundinna veika punkta. Hvað varðarslitþol og tæringarþol, hörku yfirborðshörku áls er aukin til að standast núningstap betur og sumar málmblöndur eru meðhöndlaðar til að auka tæringarþol, sem er sérstaklega hentugur fyrir erfiðar aðstæður eins og sjávar og úti. Stöðugleiki í stærð er einnig áberandi kostur við aldursherðingu, hitameðhöndlun ferli aflögun er mjög lítil, getur uppfyllt víddar nákvæmni kröfur nákvæmni hluta. Að auki, með því að stilla öldrunarhitastig og tíma, er hægt að aðlaga vélrænni eiginleika áls á sveigjanlegan hátt til að finna besta jafnvægið milli styrkleika, seigleika, sveigjanleika, og samanborið við önnur styrkingarferli er aldursherðing hagkvæmari og hentugur fyrir stóriðjuframleiðslu.
Mismunandi gerðir af álhitaMeðferð
Hreinsun
Glæðing er eitt af grunnferlum í hitameðhöndlun áls og er notað til að koma í veg fyrir vinnuherðingu sem á sér stað við kaldvinnslu, smíða og aðra ferla. Ferlið samanstendur af því að hita álið í hitastig á bilinu 570°F til 770°F, halda í 30 mínútur til 3 klukkustundir eftir stærð sniðsins og álsamsetningu, og síðan kæla hægt niður í stofuhita. Þetta ferli endurheimtir miðfleti innan áliðs, losar uppsafnaða innri streitu og kemur aftur á stöðugleika kornabyggingarinnar. Sveigjanleiki glaðaðs áls eykst verulega, sem gerir það auðveldara að framkvæma síðari beygju-, stimplun- og önnur mótunarferli, auk þess að leiðrétta skekkjubjögun sem verður við steypu og koma í veg fyrir sprungur við notkun. Bæði hitameðhöndlaðar og óhitameðhöndlaðar málmblöndur er hægt að glæða til að bæta vinnsluhæfni.
Lausn HitiTendurmeðferðPrósa
Slausnarhitameðhöndlun er mikilvægt skref fyrir aldurshörðnun og megintilgangur hennar er að leysa upp málmblönduna í álið að fullu til að mynda einsleita einfasa fasta lausn. Ferlið felur í sér að hita álið upp í 825°F-1050°F (örlítið undir bræðslumarki málmblöndunnar), með haldtíma stilltur í samræmi við stærð hlutans, allt frá um það bil 10 mínútum fyrir litla hluta til allt að 12 klukkustundir fyrir stóra hluta. Eftir upphitun er álið fljótt slökkt, venjulega í vatni eða fjölliðalausn. Vatnsslökkvandi er hröð og kemur í veg fyrir snemmbúna útfellingu málmblöndurþátta að því marki sem mögulegt er, sem tryggir yfirmettaða fasta lausn;á meðan fjölliða quenching hentar betur fyrir flókin form eða þunnveggða snið, dregur úr innri álagi sem myndast við kæliferlið og dregur úr hættu á sprungum og aflögun. Eftir meðhöndlun á fastri lausn er álið í mjúku ástandi sem auðveldar síðari vinnslu og undirbýr það fyrir endanlega öldrunarherðingu.
Einsleitni
Einsleitni er aðallega notuð til að steypa álprófíla til að leysa vandamálið við samsetningu aðskilnað sem á sér stað meðan á steypuferlinu stendur. Við steypukælingu storknar ytra állagið fyrst til að mynda hreint álkorn, en málmblöndur með hærri bræðslumark safnast saman í miðjunni, sem leiðir til ójafnra innri og ytri eiginleika sniðsins og hefur áhrif á síðari vinnslu og notkun. Einsleitnimeðferð er framkvæmd með því að hita steypta álið í 900°F-1000°F, halda því í nokkurn tíma til að leyfa málmblöndunarhlutunum að dreifast að fullu og ná samræmdri dreifingu íhlutanna, og síðan hægt að kæla það til að laga þetta ástand. Eftir meðhöndlun hafa heildar vélrænni eiginleikar steypta áliðs tilhneigingu til að vera í samræmi, sem gerir það minna erfitt að vinna úr því og kemur í raun í veg fyrir mótunarbilanir eða byggingarbilanir meðan á notkun stendur vegna staðbundinnar samsetningarmunar.
Öldrun
Öldrunarmeðferð er kjarninn í álherðingu, skipt í náttúrulega öldrun og gervi öldrun á tvo vegu, kjarninn er að láta yfirmettaða föstu lausnina eftir meðhöndlun á föstu lausn útfellingu á einsleitum fínum úrkomufasaagnum. Náttúruleg öldrun krefst ekki viðbótarhitunar, slökkt álið er hægt að setja í stofuhita umhverfi, flestum herðingaráhrifum er lokið innan 24 klukkustunda, fullkomlega stöðugt getur bætt styrk og hörku verulega. Þessi aðferð er hentug fyrir aðstæður sem krefjast ekki mikillar framleiðslulotu og tiltölulega vægra frammistöðukrafna, en það skal tekið fram að mótunarferlið ætti að fara fram eins fljótt og auðið er eftir að öldrunarferlinu er lokið til að forðast of mikla hörku sem hefur áhrif á aðgerðina. Gerviöldrun (einnig þekkt sem úrkomuherðing) flýtir fyrir útfellingu fasa úrkomu með virkri upphitun, hita álið í 240°F-460°F, halda í 6-24 klukkustundir og síðan kæla. Þessi aðferð er skilvirkari og nákvæmari við að stjórna eiginleikum, sem gerir álið kleift að ná meiri styrkleika fyrir hágæða notkun þar sem hörku er mikilvæg. Gervi öldrun breytur eru mismunanditöluvert frá ál til álfelgur og krefjast strangra hita- og tímasniða sem byggjast á tilteknu efni.
Skilningur á skapheitum áli og algengar gerðir
Álútdrættir eru með bandstrikað stöðukóða festur við grunnblendinúmerið, t.d. „-T73“ í 7075-T73 er stöðukóði. Ál málmblöndur hafa fjórar grunnskilyrði, -F (meðhöndlað), -O (glæðið), -H (þyngdarhert) og -T (hitameðhöndlað). Fimmta heitið, - W, er notað til að lýsa slökkt ástandi eftir hitameðferð í lausn og fyrir gerviöldrun eða stofuhitaöldrun. Eftirfarandi eru sérstakar skilgreiningar fyrir hverja tegund ástands: H111: Á við um vörur með togherðingu undir kröfumstjórnað H11 ástandi. H112: Á við um vörur sem hafa náttúrulega öðlast ákveðið ástand við mótun (ekkert sérstakt eftirlit með álagsherðingu eða hitameðhöndlun), en hafa skilgreind mörk fyrir vélrænni eiginleika. Eftirfarandi ástandskóðar í H-röðinni eru eingöngu notaðir fyrir vansköpuð álblöndur með meira en 4% magnesíuminnihald: H311: Fyrir vörur með álagsherðingu undir kröfum stjórnaðs H31 ástands. T1: Náttúrulega elst í grundvallaratriðum stöðugt ástand eftir kælingu með háhitamyndunarferli. T2: Hreint ástand (á aðeins við um steyptar vörur). T3: Kaldavinnsla eftir hitameðhöndlun í lausn, á við um vörur þar sem styrkurinn er aukinn við kaldvinnslu, eða þar sem hlutverk kaldvinnslu í efnistöku og réttingarferli hefur verið tekið með í skoðun á takmörkum vélrænna eiginleika. T4: hitameðferð í föstu lausninni eftir náttúrulega öldrun í grundvallaratriðum stöðugt ástand, sem á við um hitameðferð í föstu lausnum án kaldvinnslu, eða kaldvinnslu í því ferli að jafna, rétta, hlutverk kaldvinnslu er ekki innifalið í viðmiðunarmörkum vélrænna eiginleika vörunnar. T5: Eftir kælingu með háhita mótunarferli, gervi öldrunarmeðferð. T6: Lausn hitameðferð fylgt eftir með gervi öldrun, mörk vélrænni eiginleika eru ekki fyrir áhrifum af kaldvinnslu, flestar málmblöndur í - W ástandi og - T4 ástandi geta náð - T6 ástandi eftir gervi öldrun. T7: Lausn hitameðferð fylgt eftir með stöðugleika, hentugur fyrir vörur sem hafa verið stöðugar umfram hámarksstyrk til að ná víddarstýringu á vexti og stjórn á afgangsálagi. T8: Hitameðferð í föstu lausn, fylgt eftir með kaldvinnslu og síðan gerviöldrun, fyrir vörur þar sem styrkur hefur verið aukinn við kaldvinnslu eða þar sem hlutverk kaldvinnslu í efnistöku og réttingarferli hefur verið tekið með í reikninginn við tillit til takmarkana á vélrænum eiginleikum.
Þættir sem hafa áhrif á hörku áls
Innihald málmblendisþáttar
Málblöndur eru grunnþættirnir sem ákvarða hörku álprófíla og hlutfall mismunandi þátta hefur bein áhrif á herðandi áhrif. Til dæmis inniheldur 7075 ál 5,1%-6,1% sink, 1,2%-2,0% kopar og 2,1%-2,9% magnesíum, hörku er umtalsvert meiri en í 6061 álblöndu, en 6061 ál með magnesíum (1,0%-4% sem aðalefni (1,0%-0,5%). frumefni, hörku er tiltölulega lág, en með betri suðuhæfni og vinnsluhæfni. Sink, kopar og magnesíum eru kjarnaþættirnir til að auka hörku áls, og innihald þeirra þarf að vera nákvæmlega stjórnað í samræmi við umsóknarkröfur: hátt innihald álefna er hentugur til að sækjast eftir endanlegum styrk atburðarásarinnar, en jafnvægishlutfall getur tekið tillit til bæði styrkleika og vinnsluárangurs, til að mæta þörfum almenns iðnaðar.
HitiTendurmeðferðPstærðum
Hitameðferðarferlið er kjarnaaðferðin til að stjórna hörku álprófíla og frávik hverrar breytu mun hafa bein áhrif á endanlega hörku. Hitastig og geymslutími meðhöndlunar á föstu lausn þarf að tryggja að málmblöndurefnin séu alveg uppleyst, ófullnægjandi hitastig eða haldtími er of stuttur mun leiða til ófullnægjandi upplausnar, síðari herðandi áhrif öldrunar minnkar verulega; Slökkvihraði ákvarðar stöðugleika yfirmettuðu föstu lausnarinnar, hæg kæling mun gera málmblöndunarefnin útfelld fyrirfram, sem dregur úr herðingargetu. Gervi öldrun í hitastigi er of hátt eða of lengi mun draga úr hörku; hitastigið er of lágt eða tíminn er ekki nægur hörku er ekki í samræmi við staðal. Hitastig og rakastig náttúrulegs öldrunarumhverfis mun einnig hafa áhrif á herðingarhraða og endanlega hörku og geymslu.Það þarf að stjórna umhverfinu.
Framleiðsla og fullbúið ástand
Framleiðsluferlið og lokaástand áls hafa áhrif á hörku. Ál framleitt með heitpressun eða steypu er venjulega lægra í hörku; kaldunnið ál er erfiðara með vinnuherðingu. Yfirborðsástand fullunnar vöru hefur áhrif á niðurstöður hörkuprófa, t.d. oxuð lög, rispur og olía geta valdið röskun á prófinu, en slétt yfirborð endurspeglar meira raunverulega hörku. Röð síðari vinnslu er einnig mikilvæg. Umfangsmikil vinnsla eftir aldursherðingu getur leitt til taps á hörku vegna innri streitulosunar.
Algeng mistök við að herða ál
Aflögun og herslusprunguvandamál
Herðing á álprófílum hefur oft í för með sér bjögun og sprungur vegnaójöfn kæling og innra álag. Skörp innri horn, breytileg þversniðsþykkt, þunnir veggir og ósamhverf lögun eru viðkvæm fyrir álagsstyrk og auka hættuna á sprungum. Það er hægt að leysa út frá hönnunar- og ferlisþáttum. Hönnunin ætti að vera ávöl horn til að forðast skörp horn og skarpar breytingar á þykkt; aðferð þarf að velja í samræmi við prófíl quenching miðil, hægt er að velja flókna eða þunnvegga hluta fjölliða lausn frekar en hreint vatn. Á sama tíma, notkun jigs og innréttinga til að stjórna staðsetning og kælistefna getur dregið úr aflögun.
Vanherðing stafar af vanöldrun, sem getur stafað af of lágu öldrunarhitastigi, ófullnægjandi geymslutíma eða ófullnægjandi meðferð með lausn, sem veldur of fáum útfellanlegum málmblöndur. Að auki, ef slökkt er of lengi fyrir gervi öldrun, mun náttúruleg öldrun eiga sér stað fyrr, sem veikir styrkingaráhrifin, sem getur einnig leitt til ófullnægjandi hörku. Oföldrun stafar af því að hitastigið er of hátt eða tíminn er of langur, sem leiðir til þess að útfelldar fasaagnir vaxa, bilið eykst, styrkingaráhrifin veikjast, þannig að hörku álefnisins minnkar, seigja eykst. Lykillinn að því að ákvarða undir eða of öldrun í samkvæmni hörku: öll lotan af lágri hörku er breytuvandamál, staðbundin ójöfnun er ójöfn dreifing ofnhitastigs eða hluta vegna of þétts. Til að forðast slík vandamál þarf að kvarða hitameðferðarbúnaðinn stranglega til að tryggja að hitastýringarnákvæmni sé á bilinu ±5-10 ° C; í samræmi við málmblönduna og stærð hlutanna til að þróa nákvæma öldrunarferil, til að forðast að stilla breytur í blindni; Slökkva hluti ætti að flytja í gervi öldrun eins fljótt og auðið er, almennt ætti ekki að vera meira en 4 klukkustundir, til að koma í veg fyrir náttúrulega öldrun.
Þegar herðandi áhrif áls eru ekki í samræmi við staðlaða, í sumum tilfellum er hægt að bæta úr með annarri hitameðferð, en þarf að fylgja ströngum forskriftum. Aukahitameðferð krefst venjulega endurupplausnarmeðferðar og öldrunar, en ef álið hefur farið í gegnum nokkrar hitameðferðir getur það leitt til grófrar kornastærðar, sem hefur áhrif á heildarafköst. Hitastig efri föstu lausnar ætti að vera aðeins lægra en í fyrsta skipti, til að forðast ofhitnun leiða til kornvaxtar eða bráðnunar á kornmörkum; quenching þarf að borga meiri eftirtekt til kælingar einsleitni, vegna þess að upphafsherðing innri streitu er flókin og auðvelt að auka sprungur. Eftir seinni hitameðferðina ætti að prófa hörku og frammistöðu aftur til að tryggja að farið sé að kröfunum.
Hvernig á að prófa ál hörku
Rockwell hörkuprófun
Rockwell hörkupróf er auðvelt í notkun og skilvirkt í ál hörkuprófun, hentugur fyrir lotugæðaeftirlit. Hörku er ákvörðuð af dýpt dýptar inndráttar undir álagi og hörkugildið er reiknað út með því að reikna út dýptarmun eftir forálag og aðalálag. Hörkupróf á álprófíl samþykkir að mestu HRB mælikvarða, með 100kgf álagi og stálkúluinndrætti, hentugur fyrir lágt hörku ál; styrkt ál með hærri hörku getur valið annan Rockwell mælikvarða. Þessi aðferð er hröð, bein lestur, lítil inndregning og litlar skemmdir á sniðinu.
BrinellHæðruleysiTáætlað
Brinell hörkupróf samþykkir stálkúlu með stórum þvermál og mikið álag, hentugur til að greina gróft kornasteypu álprófíla eða stóra álhluta. Það myndar stóra inndælingu á yfirborðinu, miðar út muninn á efnissamsetningu og kornastærð og fær dæmigert hörkugildi. Prófið þarf að mæla þvermál inndráttar og reikna út HB gildi, sem getur komið í veg fyrir rangt mat á staðbundnum harða og mjúkum blettum og endurspegla heildar hörku, en inndrátturinn er stór og ekki hentugur fyrir nákvæmar fullunnar vörur.
VickersHæðruleysiTáætlað
Vickers hörkupróf er fjölhæft og getur mælt ýmsa hörku álprófíla. Það notar tígulfjórhyrnda inndrátt, beitir breytilegu álagi og reiknar hörku í samræmi við ská inndráttar. Breitt álagssvið, smásæ og stórsæ próf, fær um að mæla húðun, lítil svæði og heildar hörku, mikil nákvæmni, hentugur fyrir vísindarannsóknir og aðrar krefjandi aðstæður, en krefst sérhæfðs starfsfólks til að starfa og greina.
Knoop hörkupróf
Knoop hörkuprófun notar tígullaga inndrætti til að mynda þunnt inndrátt og reiknar hörku með því að mæla langa ská. 10-1000 gf hleðsla þess er hentugur til að prófa brothætt efni, þunnt ál, húðun og nærliggjandi svæði. Grunna, langa inndrátturinn kemur í veg fyrir sprungur í sýninu og hentar sérstaklega vel fyrir þunnt eða yfirborðsmeðhöndlað ál. Fyrir anisotropic ál endurspeglar aðlögun prófunarstefnunnar mun á hörku og gefur ítarlegri frammistöðugögn.
Richter hörkupróf
Richter hörkuprófið er færanleg skoðunaraðferð á staðnum sem metur hörku áls með því að slá wolframkarbíðkúlu á yfirborðið ogmæling á frákastshraða, með hærri frákastshraða sem leiðir til meiri hörku. Richter hörkuprófið er sveigjanlegt, hratt og takmarkast ekki af sýnum, sem gerir það hentugt til að taka sýni úr stórum vinnuhlutum. Hins vegar er nákvæmnin lítil og næm fyrir yfirborðsaðstæðum, þannig að það er venjulega notað fyrir fyrstu skimun, en enn þarf að sameina mikilvæga hluta með öðrum nákvæmum aðferðum.
StröndHæðruleysiTáætlað
Shore hörkuprófun er aðallega notuð til að prófa teygjur og mjúkt plast, og er sjaldnar notað í álprófunum, en hægt er að nota til að meta yfirborðshörku mjúks.álimálmblöndur eða álmatrix samsett efni. Meginreglan er að mæla dýpt inndráttar með fjöðruðum inndrætti, með mismunandi kvarða sem samsvarar mismunandi hörkusviðum, t.d. Shore A fyrir mjúkt gúmmí og Shore D fyrir hart plast. Í álprófunum á Shore hörkuprófið aðeins við fyrir sérstakar aðstæður. Ef þú þarft að meta hörku mjúkrar húðunar á yfirborði áls eða prófa hreint álprófíla með mjög lága hörku þarftu að huga að því að velja réttan mælikvarða til að forðast röskun á prófunarniðurstöðum.
Niðurstaða
Herðing álprófíla krefst jafnvægis milli ferlisbreyta, áleiginleika og prófunarstaðla til að forðast algengar ranghugmyndir. Vísindaleg notkun hitameðhöndlunar og prófunaraðferða getur hámarkað afköst áls og mætt hágæða þörfum margra sviða.
Henan Retop Industrial Co., Ltd. verður til staðar hvenær sem er, hvar sem þú þarft
Öldrun
