Alumīnija rūdīšana ir galvenā tehnoloģija, lai palielinātu tā rūpniecisko lietojumu vērtību, aptverot principu, procesu, testēšanu un citus galvenos aspektus. Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta vecuma rūdīšanas kodolam, izjaukti praktiskās darbības galvenie punkti un palīdz precīzi apgūt alumīnija profilu stiprināšanas prasmes.
Ko nozīmē “alumīnija sacietēšana”?
Alumīnija cietināšana, kas pazīstama arī kā cietināšana ar vecumu vai nokrišņu rūdīšana, ir galvenais process, lai palielinātu alumīnija un alumīnija sakausējumu izturību un cietību, izmantojot termisko apstrādi. Pamatprincips ir tāds, ka alumīniju karsē līdz noteiktai temperatūrai, lai sakausējuma elementi būtu pilnībā izšķīdināti, un pēc tam ātri atdzesē, veidojot pārsātinātu cietu šķīdumu. Šī nestabilā mikrostruktūra izraisa lēnu sīku izgulsnētu fāzes daļiņu nogulsnēšanos, kas efektīvi kavē dislokācijas kustību metāla iekšienē, tādējādi būtiski uzlabojot profila mehāniskās īpašības, nemainot tā formu. Šis process tiek plaši izmantots mūsdienu rūpniecībā, īpaši scenārijos, kas prasa līdzsvaru starp spēku un vieglumu. Atšķirībā no citām cietēšanas metodēm, rūdīšana ar vecumu var precīzi regulēt alumīnija īpašības, un procesa laikā tai ir augsta izmēru stabilitāte, padarot to par galveno tehnoloģiju atbalstu kosmosa, automobiļu un citās augstākās klases jomās.
Galvenās novecojošā alumīnija priekšrocības
Novecošanās rūdīšana nodrošina vairākus alumīnija profilu veiktspējas lēcienus, sniedzot tiem neaizvietojamas priekšrocības plašā pielietojuma scenāriju klāstā. Pirmkārt,spēks un cietībaalumīnija profili ir ievērojami uzlaboti. Pateicoties nogulsnētās fāzes daļiņu pastiprinošajam efektam, alumīnija profilu stiepes izturība un cietība var vairākas reizes sasniegt neapstrādātu stāvokli, vienlaikus saglabājot zemu blīvumu, tādējādi realizējot pamatprasību pēc “vieglas un spēcīgas”. Optimizēta graudu struktūra ir vēl viens akcents, stingra procesa parametru kontrole var veidot vienmērīgu smalkās nogulsnētās fāzes sadalījumu, laialumīnija mehāniskās īpašības ir stabilākas, lai izvairītos no kļūmēm, ko izraisa vietējie vājie punkti. Runājot parnodilumizturība un izturība pret koroziju, rūdīta alumīnija virsmas cietība ir uzlabota, lai labāk izturētu berzes zudumus, un daži sakausējumi tiek apstrādāti, lai uzlabotu izturību pret koroziju, kas ir īpaši piemērots skarbām vidēm, piemēram, jūras un āra apstākļiem. Izmēru stabilitāte ir arī ievērojama vecuma sacietēšanas priekšrocība, termiskās apstrādes procesa deformācija ir ļoti maza, var atbilst precizitātes detaļu izmēru precizitātes prasībām. Turklāt, pielāgojot novecošanas temperatūru un laiku, alumīnija mehāniskās īpašības var elastīgi pielāgot, lai atrastu vislabāko līdzsvaru starp stiprību, stingrību, elastību, un, salīdzinot ar citiem stiprināšanas procesiem, vecuma sacietēšana ir rentablāka un piemērota liela mēroga rūpnieciskai ražošanai.
Dažādi alumīnija siltuma veidiĀrstēšana
Atkausēšana
Rūdīšana ir viens no pamata procesiem alumīnija termiskajā apstrādē, un to izmanto, lai novērstu sacietēšanu, kas rodas aukstās apstrādes, kalšanas un citu procesu laikā. Process sastāv no alumīnija karsēšanas līdz temperatūras diapazonam no 570°F līdz 770°F, turot no 30 minūtēm līdz 3 stundām atkarībā no profila izmēra un sakausējuma sastāva, un pēc tam lēnām atdzesējot līdz istabas temperatūrai. Šis process atjauno alumīnija slīdošās virsmas, atbrīvo uzkrātos iekšējos spriegumus un no jauna stabilizē graudu struktūru. Atlaidinātā alumīnija elastība ir ievērojami palielināta, atvieglojot turpmāko locīšanas, štancēšanas un citu formēšanas procesu veikšanu, kā arī izlabojot deformācijas kropļojumus, kas rodas liešanas laikā, un novēršot plaisāšanu lietošanas laikā. Gan termiski apstrādājamos, gan termiski neapstrādājamos sakausējumus var atkausēt, lai uzlabotu apstrādājamību.
Šķīdums SiltumsTapstrādeProcess
SŠķīduma termiskā apstrāde ir kritisks solis pirms sacietēšanas ar vecumu, un tās galvenais mērķis ir pilnībā izšķīdināt leģējošos elementus alumīnijā, veidojot viendabīgu vienfāzes cieto šķīdumu. Process ietver alumīnija karsēšanu līdz 825°F-1050°F (nedaudz zem sakausējuma kušanas punkta), turēšanas laiku regulējot atbilstoši detaļas izmēram, sākot no aptuveni 10 minūtēm mazām detaļām līdz pat 12 stundām lielām detaļām. Pēc karsēšanas alumīnijs tiek ātri dzēsts, parasti ūdenī vai polimēra šķīdumā. Ūdens dzēšana ir ātra un maksimāli novērš sakausējuma elementu agrīnu nogulsnēšanos, nodrošinot pārsātinātu cieto šķīdumu;savukārt polimēru rūdīšana ir vairāk piemērota sarežģītām formām vai plānsienu profiliem, samazinot iekšējos spriegumus, kas rodas dzesēšanas procesā, un samazinot plaisāšanas un deformācijas risku. Pēc apstrādes ar cietu šķīdumu alumīnijs ir mīkstā stāvoklī, kas atvieglo turpmāko apstrādi un sagatavo to galīgajai vecuma sacietēšanai.
Homogenizēšana
Homogenizāciju galvenokārt izmanto alumīnija profilu liešanai, lai atrisinātu kompozīcijas segregācijas problēmu, kas rodas liešanas procesā. Liešanas dzesēšanas laikā alumīnija ārējais slānis vispirms sacietē, veidojot tīrus alumīnija graudus, savukārt sakausējuma elementi ar augstāku kušanas temperatūru sakrājas centrā, kā rezultātā profila iekšējās un ārējās īpašības ir nevienmērīgas un ietekmē turpmāko apstrādi un izmantošanu. Homogenizācijas apstrādi veic, karsējot lieto alumīniju līdz 900°F-1000°F, kādu laiku turot, lai sakausējuma elementi pilnībā izkliedētu un panāktu vienmērīgu komponentu sadalījumu, un pēc tam lēnām atdzesējot, lai fiksētu šo stāvokli. Pēc apstrādes lietā alumīnija vispārējās mehāniskās īpašības mēdz būt konsekventas, padarot tā apstrādi mazāk sarežģītu un efektīvi novēršot formēšanas vai strukturālas kļūmes lietošanas laikā vietējo sastāva atšķirību dēļ.
Novecošana
Novecošanās apstrāde ir alumīnija sacietēšanas galvenā saite, kas sadalīta dabīgā novecošanā un mākslīgā novecošanā divos veidos, būtība ir ļaut pārsātinātajam cietajam šķīdumam pēc apstrādes ar cietu šķīdumu izgulsnēt viendabīgas smalkas nokrišņu fāzes daļiņas. Dabiskajai novecošanai nav nepieciešama papildu karsēšana, rūdītu alumīniju var novietot istabas temperatūras vidē, lielākā daļa cietēšanas efekta tiek pabeigta 24 stundu laikā, pilnībā stabilizējot var ievērojami uzlabot izturību un cietību. Šī metode ir piemērota scenārijiem, kuros nav nepieciešams augsts ražošanas cikls un salīdzinoši vieglas veiktspējas prasības, taču jāņem vērā, ka formēšanas process ir jāveic pēc iespējas ātrāk pēc novecošanas procesa pabeigšanas, lai izvairītos no pārmērīgas cietības, kas ietekmē darbību. Mākslīgā novecošana (pazīstama arī kā nokrišņu sacietēšana) paātrina nokrišņu fāzes izgulsnēšanos, aktīvi karsējot, karsējot alumīniju līdz 240 °F-460 °F, noturot 6–24 stundas un pēc tam atdzesējot. Šī metode ir efektīvāka un precīzāka īpašību kontrolēšanā, ļaujot alumīnijam sasniegt augstāku stiprības līmeni augstākās klases lietojumos, kur cietība ir kritiska. Mākslīgās novecošanas parametri atšķirasievērojami no sakausējuma uz sakausējumu un prasa stingrus temperatūras un laika profilus, pamatojoties uz konkrēto materiālu.
Izpratne par alumīnija temperatūras apzīmējumiem un izplatītākajiem veidiem
Alumīnija ekstrūzijai ir defises statusa kods, kas pievienots pamata sakausējuma numuram, piemēram, “-T73” 7075-T73 ir statusa kods. Alumīnija sakausējumiem ir četri pamatnosacījumu apzīmējumi: -F (apstrādāts), -O (atlaidināts), -H (cietināts ar deformāciju) un -T (termiski apstrādāts). Piekto apzīmējumu – W izmanto, lai aprakstītu dzēšanas stāvokli pēc šķīduma termiskās apstrādes un pirms mākslīgās novecošanas vai novecošanas istabas temperatūrā. Tālāk ir sniegtas īpašas definīcijas katram stāvokļa veidam. H111: Attiecas uz izstrādājumiem ar deformācijas sacietēšanu, kas ir zemāka par prasībāmkontrolēts H11 stāvoklis. H112: Attiecas uz izstrādājumiem, kas formēšanas laikā dabiski ieguvuši noteiktu stāvokli (nav īpašas deformācijas sacietēšanas vai termiskās apstrādes kontroles), bet kuriem ir noteiktas mehānisko īpašību robežas. Tālāk norādītie H sērijas nosacījumu kodi tiek izmantoti tikai deformētiem alumīnija sakausējumiem, kuru nominālais magnija saturs pārsniedz 4 %: H311: Produktiem ar deformācijas sacietēšanu zem kontrolētā H31 nosacījuma prasībām. T1: Dabiski novecots līdz būtībā stabilam stāvoklim pēc atdzesēšanas augstas temperatūras formēšanas procesā. T2: atkvēlināts stāvoklis (attiecas tikai uz lietiem izstrādājumiem). T3: Aukstā apstrāde pēc termiskās apstrādes ar šķīdumu, piemērojama izstrādājumiem, kuru stiprību palielina aukstā apstrāde vai ja aukstās apstrādes loma izlīdzināšanas un iztaisnošanas procesā ir iekļauta mehānisko īpašību ierobežojumu apsvērumos. T4: cietā šķīduma termiskā apstrāde pēc dabiskās novecošanas līdz pamatā stabilam stāvoklim, piemērojama termiskai apstrādei cietā šķīdumā bez aukstās apstrādes vai aukstā apstrādei izlīdzināšanas, iztaisnošanas procesā, aukstās apstrādes loma nav iekļauta produkta izskatīšanas mehānisko īpašību robežvērtībā. T5: pēc atdzesēšanas augstas temperatūras formēšanas procesā, mākslīgā novecošanās apstrāde. T6: Šķīduma termiskā apstrāde, kam seko mākslīga novecošana, mehānisko īpašību robežas aukstā apstrāde neietekmē, lielākā daļa sakausējumu - W stāvoklī un - T4 stāvoklī var sasniegt - T6 stāvokli pēc mākslīgās novecošanas. T7: šķīduma termiskā apstrāde, kam seko stabilizācija, piemērota produktiem, kas ir stabilizēti ārpus maksimālās stiprības punkta, lai panāktu izmēru augšanas kontroli un atlikušā sprieguma kontroli. T8: Cietā šķīduma termiskā apstrāde, kam seko aukstā apstrāde un pēc tam mākslīgā novecošana, izstrādājumiem, kuru stiprība ir palielināta ar aukstu apstrādi vai ja aukstās apstrādes loma izlīdzināšanas un iztaisnošanas procesā ir ņemta vērā, ņemot vērā mehānisko īpašību ierobežojumus.
Faktori, kas ietekmē alumīnija cietību
Leģējošā elementa saturs
Leģējošie elementi ir pamata faktori, kas nosaka alumīnija profilu cietību, un dažādu elementu attiecība tieši ietekmē cietēšanas efektu. Piemēram, 7075 alumīnija sakausējums satur 5,1% -6,1% cinka, 1,2% -2,0% vara un 2,1% -2,9% magnija, cietība ir ievērojami augstāka nekā 6061 alumīnija sakausējumam, savukārt 6061 alumīnija sakausējums ar magniju (1,0% -1,5%) un silīciju (0,4%) ir nosacīti galvenie elementi (0,8%). zems, bet ar labāku metināmību un apstrādājamību. Cinks, varš un magnijs ir galvenie elementi alumīnija cietības paaugstināšanai, un to saturs ir precīzi jāregulē atbilstoši pielietojuma prasībām: augsts leģējošu elementu saturs ir piemērots scenārija maksimālās izturības sasniegšanai, savukārt līdzsvarota attiecība var ņemt vērā gan izturību, gan apstrādes veiktspēju, lai apmierinātu vispārējās nozares vajadzības.
SiltumsTapstrādeParametri
Termiskās apstrādes process ir galvenais līdzeklis alumīnija profilu cietības regulēšanai, un katra parametra novirze tieši ietekmēs galīgo cietību. Cietā šķīduma apstrādes temperatūrai un turēšanas laikam ir jānodrošina, ka sakausējuma elementi ir pilnībā izšķīduši, nepietiekama temperatūra vai pārāk īss turēšanas laiks novedīs pie nepietiekamas šķīdināšanas, un turpmākā novecošanās sacietēšanas ietekme ievērojami samazinās; rūdīšanas ātrums nosaka pārsātinātā cietā šķīduma stabilitāti, lēna dzesēšana izraisīs sakausējuma elementu nogulsnēšanos iepriekš, samazinot sacietēšanas potenciālu. Mākslīgā novecošana temperatūrā, kas ir pārāk augsta vai pārāk ilga, samazinās cietību; temperatūra ir pārāk zema vai laiks nav pietiekams cietība neatbilst standartam. Dabiskās novecošanās vides temperatūra un mitrums ietekmēs arī sacietēšanas ātrumu un galīgo cietību, kā arī uzglabāšanuvide ir jākontrolē.
Ražošanas un gatavais stāvoklis
Ražošanas process un alumīnija galīgais stāvoklis ietekmē cietību. Alumīnijam, kas ražots ar karsto presēšanu vai liešanu, parasti ir zemāka cietība; auksti apstrādāts alumīnijs ir cietāks ar darba rūdīšanu. Gatavā produkta virsmas stāvoklis ietekmē cietības testa rezultātus, piem. oksidēti slāņi, skrāpējumi un eļļa var izraisīt testa izkropļojumus, savukārt gluda virsma vairāk atspoguļo patieso cietību. Svarīga ir arī turpmākās apstrādes secība. Plaša apstrāde pēc novecošanās rūdīšanas var izraisīt cietības zudumu iekšējās spriedzes atbrīvošanās dēļ.
Biežākās kļūdas, sacietējot alumīniju
Deformācijas un sacietēšanas plaisāšanas problēmas
Alumīnija profilu sacietēšana bieži izraisa deformāciju un plaisāšanunevienmērīga dzesēšana un iekšējie spriegumi. Asi iekšējie stūri, šķērsgriezuma biezuma izmaiņas, plānas sienas un asimetriskas formas ir pakļautas spriedzes koncentrācijai un palielina dzēšanas plaisāšanas risku. To var atrisināt no dizaina un procesa aspektiem. Dizainam jābūt noapaļotiem stūriem, lai izvairītos no asiem stūriem un asām biezuma izmaiņām; process ir jāizvēlas atbilstoši profila rūdīšanas līdzeklim, sarežģītas vai plānsienu daļas var izvēlēties polimēra šķīdumu, nevis tīru ūdeni. Tajā pašā laikā džigu un armatūras izmantošana, lai kontrolētu izvietojums un dzesēšanas virziens var samazināt deformāciju.
Nepietiekama sacietēšana ir saistīta ar nepietiekamu novecošanos, ko var izraisīt pārāk zema novecošanas temperatūra, nepietiekams turēšanas laiks vai neatbilstoša šķīduma apstrāde, kā rezultātā ir pārāk maz nogulsnējamo sakausējuma elementu. Turklāt, ja dzesēšana tiek atstāta pārāk ilgi pirms mākslīgās novecošanas, dabiskā novecošana notiks agrāk, vājinot stiprinošo efektu, kā rezultātā var rasties arī neatbilstoša cietība. Pārmērīgu novecošanos izraisa pārāk augsta temperatūra vai pārāk ilgs laiks, kā rezultātā izaug nogulsnētās fāzes daļiņas, palielinās attālums, vājinās stiprinošais efekts, tādējādi samazinās alumīnija materiāla cietība, palielinās stingrība. Galvenais, lai noteiktu cietības konsistences nepietiekamu vai pārmērīgu novecošanu: visa zemas cietības partija ir parametru problēma, vietējais nevienmērīgums ir nevienmērīgs krāsns temperatūras vai daļu sadalījums pārāk blīvuma dēļ. Lai izvairītos no šādām problēmām, ir stingri jākalibrē termiskās apstrādes iekārtas, lai nodrošinātu temperatūras kontroles precizitāti diapazonā no ±5-10 °C; atbilstoši sakausējuma pakāpei un detaļu izmēram, lai izstrādātu precīzu novecošanas līkni, lai izvairītos no aklas parametru pielāgošanas; rūdītās daļas pēc iespējas ātrāk jāpārnes uz mākslīgās novecošanas procesu, parasti tas nedrīkst būt ilgāks par 4 stundām, lai novērstu dabiskās novecošanās pārpalikumu.
Ja alumīnija cietināšanas efekts neatbilst standartam, dažos gadījumos to var novērst ar sekundāro termisko apstrādi, taču ir jāievēro stingras specifikācijas. Sekundārajai termiskai apstrādei parasti nepieciešama atkārtota apstrāde un novecošana, bet, ja alumīnijs ir vairākkārt termiski apstrādāts, tas var izraisīt rupju graudu izmēru, kas ietekmē kopējo veiktspēju. Sekundārā cietā šķīduma temperatūrai jābūt nedaudz zemākai nekā pirmajā reizē, lai izvairītos no pārkaršanas, kas izraisa graudu augšanu vai graudu robežas kušanu; rūdīšanas nepieciešams pievērst lielāku uzmanību dzesēšanas viendabīgumu, jo sākotnējā sacietēšana iekšējā spriedze ir sarežģīta un viegli sekundāro plaisāšanu. Pēc otrās termiskās apstrādes atkārtoti jāpārbauda cietība un veiktspēja, lai nodrošinātu atbilstību prasībām.
Kā pārbaudīt alumīnija cietību
Rokvela cietības pārbaude
Rockwell cietības tests ir viegli lietojams un efektīvs alumīnija cietības testēšanā, piemērots partijas kvalitātes kontrolei. Cietību nosaka pēc ievilkšanas dziļuma zem slodzes, un cietības vērtību aprēķina, aprēķinot dziļuma starpību pēc priekšslodzes un galvenās slodzes. Alumīnija profila cietības testā galvenokārt tiek izmantota HRB skala, izmantojot 100 kgf slodzi un tērauda lodīšu ievilkumu, kas piemērots zemas cietības alumīnijam; Augstākas cietības pastiprināts alumīnijs var izvēlēties citu Rockwell skalu. Šī metode ir ātra, tieša nolasīšana, mazs ievilkums un neliels profila bojājums.
BrinelsHdegsmeTest
Brinela cietības tests izmanto liela diametra tērauda lodi un lielu slodzi, kas ir piemērota rupju graudu liešanas alumīnija profilu vai lielu alumīnija detaļu noteikšanai. Tas veido lielu ievilkumu uz virsmas, vidēji nosaka materiāla sastāva un graudu lieluma atšķirības un iegūst reprezentatīvu cietības vērtību. Pārbaudē ir jāizmēra ievilkuma diametrs un jāaprēķina HB vērtība, kas var izvairīties no nepareiza vietējo cieto un mīksto punktu novērtējuma un atspoguļo kopējo cietību, taču ievilkums ir liels un nav piemērots precīziem gataviem izstrādājumiem.
VikersHdegsmeTest
Vickers cietības tests ir daudzpusīgs un var izmērīt dažādu alumīnija profilu cietību. Tas izmanto dimanta tetragonālo ievilkumu, piemēro mainīgu slodzi un aprēķina cietību atbilstoši ievilkuma diagonālei. Plašs slodzes diapazons, mikroskopiskā un makroskopiskā pārbaude, kas spēj izmērīt pārklājumus, mazus laukumus un kopējo cietību, augsta precizitāte, piemērots zinātniskiem pētījumiem un citiem sarežģītiem scenārijiem, taču darbam un analīzei ir nepieciešams specializēts personāls.
Knoop cietības tests
Knoop cietības pārbaude izmanto rombveida ievilkumu, lai izveidotu plānu ievilkumu, un aprēķina cietību, mērot garo diagonāli. Tās 10-1000 gf slodze ir piemērota trauslu materiālu, plāna alumīnija, pārklājumu un tuvu malu zonu testēšanai. Seklais, garais ievilkums novērš parauga plaisāšanu un ir īpaši piemērots plānam vai ar virsmu apstrādātam alumīnijam. Anizotropam alumīnijam testa virziena regulēšana atspoguļo cietības atšķirības un nodrošina visaptverošākus veiktspējas datus.
Rihtera cietības tests
Rihtera cietības tests ir pārnēsājama, uz vietas veikta pārbaudes metode, kas novērtē alumīnija cietību, ietriecot volframa karbīda lodi pret virsmu unmērot atsitiena ātrumu ar augstāku atsitiena ātrumu, kas rada lielāku cietību. Rihtera cietības tests ir elastīgs, ātrs, un to neierobežo paraugi, tāpēc tas ir piemērots lielu sagatavju paraugu ņemšanai. Tomēr precizitāte ir zema un jutīga pret virsmas apstākļiem, tāpēc to parasti izmanto sākotnējai skrīningam, savukārt kritiskās daļas joprojām ir jāapvieno ar citām precīzām metodēm.
KrastsHdegsmeTest
Šora cietības testu galvenokārt izmanto elastomēru un mīksto plastmasu testēšanai, un to retāk izmanto alumīnija profilu testēšanā, taču to var izmantot, lai novērtētu mīkstās virsmas cietību.alumīnijasakausējumi vai alumīnija matricas kompozītmateriāli. Princips ir izmērīt ievilkuma dziļumu ar atsperes ievilkšanas palīdzību ar dažādām skalām, kas atbilst dažādiem cietības diapazoniem, piem. Shore A mīkstajām gumijām un Shore D cietajām plastmasām. Alumīnija testēšanā Šora cietības tests ir piemērojams tikai konkrētiem scenārijiem. Ja nepieciešams novērtēt alumīnija virsmas mīksto pārklājumu cietību vai pārbaudīt tīra alumīnija profilus ar ļoti zemu cietību, jums jāpievērš uzmanība pareizas skalas izvēlei, lai izvairītos no testa rezultātu izkropļojumiem.
Secinājums
Alumīnija profilu sacietēšanai nepieciešams līdzsvars starp procesa parametriem, sakausējuma īpašībām un testēšanas standartiem, lai izvairītos no izplatītiem maldiem. Termiskās apstrādes un testēšanas metožu zinātniskā izmantošana var palielināt alumīnija veiktspēju un apmierināt daudzu jomu augstākās klases vajadzības.
Henan Retop Industrial Co., Ltd. būs tur, kur vien jums nepieciešams
Novecošana
