Aluminijeva zlitina je pomemben konstrukcijski material z odličnimi mehanskimi lastnostmi in odpornostjo proti koroziji. Za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti aluminijevih zlitin je običajno potrebna toplotna obdelava. Toplotna obdelava lite aluminijeve zlitine se nanaša na postopek segrevanja lite aluminijeve zlitine na določeno temperaturo, vzdrževanje le-te nekaj časa in nato ohlajanje.
Glavni nameni toplotne obdelave za litje aluminijevih zlitin so naslednji:
1. Izboljšajte mehanske lastnosti materialov: S toplotno obdelavo je mogoče izboljšati trdnost, trdoto in odpornost proti obrabi aluminijevih zlitin, da izpolnijo zahteve različnih inženirskih aplikacij.
2. Odprava notranjih napetosti v materialih: Med postopkom litja aluminijevih zlitin zaradi počasnega ohlajanja
3. Izboljšajte korozijsko odpornost materialov: aluminijeve zlitine bodo med toplotno obdelavo tvorile gosto oksidno folijo, ki lahko učinkovito izboljša korozijsko odpornost materialov in podaljša njihovo življenjsko dobo.
Postopek toplotne obdelave za litje aluminijevih zlitin običajno vključuje naslednje korake:
1. Ogrevanje: Postavite dele iz lite aluminijeve zlitine v peč za segrevanje, da dosežete želeno temperaturo toplotne obdelave. Izbira temperature in časa ogrevanja je odvisna od sestave aluminijeve zlitine in zahtevanih lastnosti.
2. Izolacija: Po segrevanju na želeno temperaturo jo vzdržujte nekaj časa, da dosežete enakomerno toplotno ravnotežno stanje notranje strukture aluminijeve zlitine. Tudi dolžina izolacijskega časa je eden od pomembnih dejavnikov, ki vplivajo na učinek toplotne obdelave.
3. Hlajenje: Izberite ustrezen način hlajenja glede na posebne zahteve. Običajno uporabljene metode hlajenja vključujejo kaljenje v vodi, kaljenje v olju in naravno hlajenje. Različni načini hlajenja imajo različne učinke na delovanje aluminijevih zlitin.
Štirje glavni postopki toplotne obdelave:
1. Žarjenje: Postopek segrevanja ulitkov iz aluminijeve zlitine na sorazmerno visoko temperaturo, običajno okoli 300 stopinj, z zadrževanjem za določen čas in nato ohlajanjem v peči na sobno temperaturo, se imenuje žarjenje. Med postopkom žarjenja se trdna raztopina razgradi in delci druge faze agregirajo, kar lahko odpravi notranjo napetost ulitka, stabilizira velikost ulitka, zmanjša deformacijo in poveča plastičnost ulitka.
2. Obdelava z raztopino: segrevanje ulitka na najvišjo možno temperaturo, ki je blizu tališča evtektike, vzdrževanje pri tej temperaturi zadosten čas in nato hitro ohlajanje, da se poveča raztapljanje ojačitvenih komponent. To visokotemperaturno stanje je fiksirano in shranjeno pri sobni temperaturi, ta postopek pa se imenuje obdelava raztopine. Obdelava s trdno raztopino lahko izboljša trdnost in plastičnost ulitkov ter poveča odpornost zlitin proti koroziji.
3. Obdelava s staranjem: Postopek segrevanja ulitka, obdelanega s trdno raztopino, na določeno temperaturo, ga zadržujemo določen čas, nato ga vzamemo iz peči in ga počasi ohlajamo na sobno temperaturo na zraku, imenujemo staranje. Če utrjevanje s staranjem poteka pri sobni temperaturi, se imenuje naravno staranje; če se utrjevanje s staranjem izvaja nad sobno temperaturo in se vzdržuje nekaj časa, se to imenuje umetno staranje. Obdelava s staranjem je spontan proces razgradnje prenasičene trdne raztopine, ki povrne mrežo matrice zlitine v relativno stabilno stanje.
4. Obdelava s hladnim in vročim ciklom: Ulitki, ki so bili obdelani s hladnim in vročim ciklom, lahko povzročijo krčenje in razširitev rešetke trdne raztopine zaradi večkratnih procesov segrevanja in hlajenja, kar povzroči rahel premik mreže vsake faze in bolj stabilno stanje delcev druge faze, s čimer se izboljša dimenzijska stabilnost ulitka in postane primeren za izdelavo preciznih delov.
Med toplotno obdelavo je treba upoštevati tri pomembne točke:
1. Nadzor temperature: Med postopkom ogrevanja je potrebno strogo nadzorovati temperaturo, da se izognemo pretirano visokim ali nizkim temperaturam, da preprečimo škodljive učinke na delovanje aluminijeve zlitine.
2. Čas izolacije: Dolžina časa izolacije neposredno vpliva na strukturo in lastnosti aluminijeve zlitine. Predolg ali premajhen čas izolacije lahko povzroči nezadovoljive rezultate toplotne obdelave.
3. Hitrost hlajenja: različne hitrosti hlajenja bodo imele različne učinke na mikrostrukturo in lastnosti aluminijevih zlitin. Ustrezne načine hlajenja in hitrosti je treba izbrati glede na posebne zahteve.
