Ролята на термичната обработка на алуминий е да подобри механичните свойства на материалите, да елиминира остатъчното напрежение и да подобри обработваемостта на металите. Според различните цели на термичната обработка, процесите могат да бъдат разделени на две категории: предварителна термична обработка и окончателна термична обработка.
Целта на предварителната обработка е да подобри производителността на обработката, да елиминира вътрешното напрежение и да подготви добра металографска структура за окончателна термична обработка. Процесът на термична обработка включва отгряване, нормализиране, стареене, закаляване и темпериране и т.н.
1) Отгряване и нормализиране
Отгряването и нормализирането се използват за горещо обработени алуминиеви заготовки. Въглеродната стомана и легираната стомана със съдържание на въглерод по-голямо от 0,5% често се отгряват, за да се намали твърдостта им и да се режат по-лесно; въглеродната стомана и легираната стомана със съдържание на въглерод по-малко от 0,5% се използват, за да се избегне залепването им по ножа, когато твърдостта е твърде ниска. Използва се и нормализираща обработка. Отгряването и нормализирането все още могат да усъвършенстват зърното и да го направят еднороден, и да подготвят за последваща термична обработка. Отгряването и нормализирането обикновено се извършват след производството на заготовката и преди груба обработка.
2) Лечение на стареенето
Обработката чрез стареене се използва главно за елиминиране на вътрешното напрежение, генерирано при производството и машинната обработка на заготовки.
За да се избегне прекомерно натоварване при транспортиране, за детайли с обща прецизност е достатъчно да се организира едно стареене преди довършителна обработка. Въпреки това, за детайли с високи изисквания за прецизност, като например кутията на координатно-пробивна машина и др., трябва да се организират две или няколко процедури за стареене. Простите детайли обикновено не се нуждаят от стареене.
В допълнение към отливките, за някои прецизни части с ниска твърдост, като например прецизни винтове, за да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на обработката, и да се стабилизира точността на обработка на частите, често се провеждат няколко обработки за стареене между грубата обработка и полуфиналната обработка. За някои части от вала, обработката за стареене трябва да се проведе и след процеса на изправяне.
3) Закаляване и темпериране
Закаляването и отпускането се отнасят до високотемпературно отпускане след закаляване. То може да доведе до равномерна и отпусната сорбитна структура, която е подготовка за намаляване на деформацията по време на повърхностно закаляване и азотиране. Следователно, закаляването и отпускането могат да се използват и като предварителна обработка.
Поради по-добрите комплексни механични свойства на закалените и отпусканите части, той може да се използва и като последен процес на термична обработка за някои части, които не изискват висока твърдост и износоустойчивост.
Целта на окончателната термична обработка е да подобри механичните свойства като твърдост, износоустойчивост и якост. Процесът на термична обработка включва закаляване, цементация и азотиране.
1) Закаляване
Закаляването се разделя на повърхностно закаляване и общо закаляване. Повърхностното закаляване се използва широко поради малката си деформация, окисление и обезвъглеродяване, а повърхностното закаляване има и предимствата на висока външна якост и добра износоустойчивост, като същевременно поддържа добра вътрешна жилавост и силна удароустойчивост. За да се подобрят механичните свойства на повърхностно закалените части, често се изисква предварителна термична обработка, като закаляване и отпускане или нормализиране. Общият технологичен процес е: щанцоване, коване, нормализиране, отгряване, груба обработка, закаляване и отпускане, полуфинална обработка, повърхностно закаляване и фина обработка.
2) Карбуризация и закаляване
Цементацията и закаляването служат първо за увеличаване на съдържанието на въглерод в повърхностния слой на детайла, а след закаляването повърхностният слой придобива висока твърдост, докато основната част запазва определена якост, висока жилавост и пластичност. Цементацията се разделя на пълна цементация и частична цементация. При частична цементация трябва да се вземат мерки против просмукване за нецементираните части. Тъй като цементацията и закаляването причиняват големи деформации, а дълбочината на цементация обикновено е между 0,5 и 2 мм, процесът на цементация обикновено се провежда между полу-довършителна и довършителна обработка.
Процесът обикновено е: заготовка, коване, нормализиране, груба обработка, полуфинална обработка, цементация и закаляване, финална обработка. Когато нецементираната част от цементираната и закалена част приема плана за процес на отстраняване на излишния цементиран слой след увеличаване на маржа, процесът на отстраняване на излишния цементиран слой трябва да се организира след цементацията и закаляването, преди закаляването.
3) Азотиране
Азотирането е процес на инфилтриране на азотни атоми в метална повърхност, за да се получи слой от азотсъдържащи съединения. Азотиращият слой може да подобри твърдостта, износоустойчивостта, якостта на умора и корозионната устойчивост на повърхността на детайла. Тъй като температурата на азотиране е ниска, деформацията е малка, а азотиращият слой е тънък, обикновено не повече от 0,6~0,7 мм, процесът на азотиране трябва да се проведе възможно най-късно. За да се намали деформацията по време на азотиране, обикновено е необходимо отпускане при висока температура за облекчаване на напрежението.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Alumin
Време на публикуване: 04 септември 2023 г.
