فرآیند عملیات حرارتی در فرآوری آلومینیوم

۱) آنیل کردن و نرماله کردن

آنیل و نرماله کردن برای مواد خام آلومینیومی کار گرم شده استفاده می‌شود. فولاد کربنی و فولاد آلیاژی با محتوای کربن بیش از 0.5٪ اغلب به منظور کاهش سختی و برش آسان، آنیل می‌شوند. فولاد کربنی و فولاد آلیاژی با محتوای کربن کمتر از 0.5٪ برای جلوگیری از چسبیدن به چاقو در زمانی که سختی خیلی کم است، استفاده می‌شوند. و از عملیات نرماله کردن استفاده کنید. آنیل و نرماله کردن همچنان می‌تواند دانه‌بندی و ساختار یکنواخت را اصلاح کند و برای عملیات حرارتی بعدی آماده شود. آنیل و نرماله کردن معمولاً پس از ساخت قطعه خام و قبل از ماشینکاری خشن انجام می‌شود.

۲) درمان پیری

عملیات پیرسازی عمدتاً برای از بین بردن تنش‌های داخلی ایجاد شده در فرآیند تولید قطعات خام و ماشینکاری استفاده می‌شود.

برای جلوگیری از حجم کار زیاد در حمل و نقل، برای قطعاتی با دقت عمومی، کافی است قبل از پرداخت، یک عملیات پیرسازی انجام شود. با این حال، برای قطعاتی که به دقت بالایی نیاز دارند، مانند جعبه دستگاه سوراخکاری و غیره، باید دو یا چند عملیات پیرسازی انجام شود. قطعات ساده معمولاً نیازی به عملیات پیرسازی ندارند.

علاوه بر ریخته‌گری، برای برخی از قطعات دقیق با استحکام ضعیف، مانند پیچ ​​دقیق، به منظور از بین بردن تنش داخلی ایجاد شده در طول پردازش و تثبیت دقت پردازش قطعات، اغلب چندین عملیات پیرسازی بین ماشینکاری خشن و نیمه پرداخت انجام می‌شود. برای برخی از قطعات شفت، عملیات پیرسازی نیز باید پس از فرآیند صافکاری انجام شود.

۳) کوئنچ و تمپر کردن

کوئنچ و تمپرینگ به تمپر کردن در دمای بالا پس از کوئنچ اشاره دارد. این روش می‌تواند یک ساختار سوربیت یکنواخت و تمپر شده به دست آورد که آماده‌سازی برای کاهش تغییر شکل در طول کوئنچ سطحی و عملیات نیتریده کردن است. بنابراین، کوئنچ و تمپرینگ همچنین می‌تواند به عنوان یک عملیات پیش گرم استفاده شود.

با توجه به خواص مکانیکی جامع بهتر قطعات کوئنچ و تمپر، می‌توان از آن به عنوان فرآیند عملیات حرارتی نهایی برای برخی از قطعات که نیازی به سختی بالا و مقاومت در برابر سایش ندارند، نیز استفاده کرد.

هدف از عملیات حرارتی نهایی، بهبود خواص مکانیکی مانند سختی، مقاومت به سایش و استحکام است. فرآیند عملیات حرارتی آن شامل کوئنچ، کربن‌دهی و کوئنچینگ و عملیات نیتریده کردن است.

۱) کوئنچ کردن

کوئنچینگ به کوئنچینگ سطحی و کوئنچینگ کلی تقسیم می‌شود. در میان آنها، کوئنچینگ سطحی به دلیل تغییر شکل کوچک، اکسیداسیون و کربن‌زدایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد و کوئنچینگ سطحی همچنین مزایای استحکام خارجی بالا و مقاومت در برابر سایش خوب را دارد، در حالی که چقرمگی داخلی خوب و مقاومت در برابر ضربه قوی را حفظ می‌کند. به منظور بهبود خواص مکانیکی قطعات کوئنچینگ سطحی، عملیات حرارتی مانند کوئنچینگ و تمپرینگ یا نرماله کردن اغلب به عنوان یک عملیات حرارتی پیش از آن مورد نیاز است. مسیر کلی فرآیند آن عبارتند از: بلنکینگ، آهنگری، نرماله کردن، آنیل کردن، ماشینکاری خشن، کوئنچینگ و تمپرینگ، نیمه پرداخت کاری، کوئنچینگ سطحی، پرداخت کاری.

۲) کربن‌دهی و کوئنچ

کربن‌دهی و کوئنچ کردن به این صورت است که ابتدا محتوای کربن لایه سطحی قطعه افزایش می‌یابد و پس از کوئنچ، لایه سطحی سختی بالایی به دست می‌آورد، در حالی که قطعه اصلی همچنان استحکام و چقرمگی و انعطاف‌پذیری بالایی را حفظ می‌کند. کربن‌دهی به کربن‌دهی کلی و کربن‌دهی جزئی تقسیم می‌شود. هنگام انجام کربن‌دهی جزئی، باید اقدامات ضد نشت برای قطعات غیر کربن‌دهی انجام شود. از آنجایی که کربن‌دهی و کوئنچ کردن باعث تغییر شکل زیادی می‌شود و عمق کربن‌دهی عموماً بین 0.5 تا 2 میلی‌متر است، فرآیند کربن‌دهی عموماً بین نیمه‌پرداخت و پرداخت قرار می‌گیرد.

مسیر فرآیند به طور کلی عبارت است از: بلنکینگ، آهنگری، نرماله کردن، ماشینکاری خشن، نیمه پرداخت، کربن دهی و کوئنچ، پرداخت نهایی. هنگامی که قسمت غیر کربن دهی شده قسمت کربن دهی و کوئنچ، طرح فرآیند حذف لایه کربن دهی اضافی پس از افزایش حاشیه را اتخاذ می‌کند، فرآیند حذف لایه کربن دهی اضافی باید پس از کربن دهی و کوئنچ، قبل از کوئنچ، ترتیب داده شود.

۳) عملیات نیتریداسیون

نیتریدینگ فرآیند نفوذ اتم‌های نیتروژن به سطح فلز برای ایجاد لایه‌ای از ترکیبات حاوی نیتروژن است. لایه نیتریدینگ می‌تواند سختی، مقاومت در برابر سایش، استحکام خستگی و مقاومت در برابر خوردگی سطح قطعه را بهبود بخشد. از آنجایی که دمای عملیات نیتریدینگ پایین است، تغییر شکل کم است و لایه نیتریدینگ نازک است، عموماً بیش از 0.6 تا 0.7 میلی‌متر نیست، فرآیند نیتریدینگ باید تا حد امکان دیرتر انجام شود. به منظور کاهش تغییر شکل در حین نیتریدینگ، معمولاً برای تنش‌زدایی از تمپرینگ در دمای بالا استفاده می‌شود.

ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT Alumin