رابطه بین فرآیند عملیات حرارتی ، عملکرد و تغییر شکل چیست؟

در حین عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم و آلومینیوم ، معمولاً موضوعات مختلفی مانند:

قرار دادن قسمت قسمت: این می تواند منجر به تغییر شکل بخشی شود ، که اغلب به دلیل حذف کافی از گرما توسط محیط خاموش با سرعت کافی سریع برای دستیابی به خصوصیات مکانیکی مورد نظر است.

گرمایشی: این می تواند منجر به تغییر شکل حرارتی شود. قرار دادن قسمت مناسب به اطمینان از گرمایش کمک می کند.

-OVEHEATING: این می تواند منجر به ذوب جزئی یا ذوب eutectic شود.

مقیاس بندی سطح/اکسیداسیون درجه حرارت بالا.

-درمان پیری یا ناکافی ، که هر دو می توانند منجر به از بین رفتن خصوصیات مکانیکی شوند.

-باخت در زمان/دما/پارامترهای خاموش که می تواند باعث انحراف در خصوصیات مکانیکی و/یا فیزیکی بین قطعات و دسته ها شود.

-به طور کلی ، یکنواختی دما ضعیف ، زمان عایق کافی و خنک کننده ناکافی در طول محلول در عملیات حرارتی می تواند به نتایج ناکافی کمک کند.

عملیات حرارتی یک فرآیند حرارتی مهم در صنعت آلومینیوم است ، بیایید به دانش مرتبط تر بپردازیم.

1. درمان درمان

فرآیندهای قبل از درمان که ساختار را بهبود می بخشند و استرس را قبل از خاموش شدن تسکین می دهند ، برای کاهش اعوجاج مفید هستند. قبل از درمان به طور معمول شامل فرآیندی مانند پخت کروی و بازپرداخت تسکین استرس است و برخی از آنها همچنین از بین بردن و خنک کننده یا عادی سازی درمان استفاده می کنند.

بازپرداخت تسکین استرس: در حین ماشینکاری ، تنش های باقیمانده می تواند به دلیل عواملی مانند روش های ماشینکاری ، تعامل ابزار و سرعت برش ایجاد شود. توزیع ناهموار این تنش ها می تواند منجر به تحریف در هنگام خاموش شود. برای کاهش این اثرات ، بازپخت تسکین استرس قبل از خاموش کردن ضروری است. دمای بازپرداخت تسکین استرس به طور کلی 500-700 درجه سانتیگراد است. هنگام گرم شدن در محیط هوا ، از دمای 500-550 درجه سانتیگراد با زمان نگهدارنده 2-3 ساعت برای جلوگیری از اکسیداسیون و ترشح استفاده می شود. اعوجاج بخشی به دلیل وزن خود باید در حین بارگذاری در نظر گرفته شود و سایر روشها شبیه به بازپرداخت استاندارد است.

درمان قبل از گرم شدن برای بهبود ساختار: این شامل پخت کروی ، فرونشست و خویشتن داری ، عادی سازی درمان است.

آنینهای عارضه: ضروری برای فولاد ابزار کربن و فولاد ابزار آلیاژ در حین عملیات حرارتی ، ساختار به دست آمده پس از پخت کروی به طور قابل توجهی بر روند اعوجاج در هنگام فرونشست تأثیر می گذارد. با تنظیم ساختار پس از آن ، می توان تحریف منظم را در حین خاموش کردن کاهش داد.

-دیگر روشهای قبل از درمان: روشهای مختلفی را می توان برای کاهش اعوجاج فرونشست ، مانند خاموش کردن و مزاج ، عادی سازی درمان استفاده کرد. انتخاب پیش از درمان های مناسب مانند خاموش کردن و خویشتن داری ، عادی سازی درمان بر اساس علت اعوجاج و ماده قسمت می تواند به طور موثری اعوجاج را کاهش دهد. با این حال ، احتیاط برای تنش های باقیمانده و افزایش سختی پس از خویشتن داری ضروری است ، به ویژه درمان خاموش و معتدل می تواند گسترش را در هنگام خاموش کردن فولادهای حاوی W و منگنز کاهش دهد ، اما تأثیر کمی در کاهش تغییر شکل برای فولادها مانند GCR15 دارد.

در تولید عملی ، شناسایی علت فروپاشی اعوجاج ، خواه به دلیل تنش های باقیمانده یا ساختار ضعیف ، برای درمان مؤثر ضروری است. بازپرداخت تسکین استرس باید برای اعوجاج ناشی از تنش های باقیمانده انجام شود ، در حالی که درمانهایی مانند مزاج که تغییر ساختار لازم نیست ، و برعکس. فقط در این صورت می توان هدف کاهش تحریف فرونشست را برای کاهش هزینه ها و اطمینان از کیفیت بدست آورد.

2. عمل گرمایش

دما خاموش: دمای خاموش به طور قابل توجهی بر اعوجاج تأثیر می گذارد. ما می توانیم با تنظیم دمای خاموش کردن ، به هدف کاهش تغییر شکل برسیم ، یا کمک هزینه ماشینکاری رزرو شده همان دمای خاموش کردن برای دستیابی به هدف کاهش تغییر شکل ، یا انتخاب معقول انتخاب و رزرو پس از آزمایش عملیات حرارتی است. ، به منظور کاهش کمک هزینه ماشینکاری بعدی. تأثیر دمای خاموش بر تغییر شکل خاموش نه تنها مربوط به مواد مورد استفاده در قطعه کار است ، بلکه به اندازه و شکل قطعه کار مربوط می شود. هنگامی که شکل و اندازه قطعه کار بسیار متفاوت باشد ، اگرچه مواد قطعه کار یکسان است ، روند تغییر شکل خاموش کاملاً متفاوت است و اپراتور باید در تولید واقعی به این وضعیت توجه کند.

خاموش کردن زمان نگه داشتن: انتخاب زمان نگه داشتن نه تنها گرمایش کامل و دستیابی به سختی مورد نظر یا خصوصیات مکانیکی را پس از خاموش شدن تضمین می کند بلکه تأثیر آن را بر تحریف نیز در نظر می گیرد. گسترش زمان نگه داشتن خاموش ، اساساً باعث افزایش دمای خاموش می شود ، به خصوص برای کربن بالا و فولاد کروم زیاد.

روشهای بارگیری: اگر قطعه کار در هنگام گرمایش به صورت غیر منطقی قرار گیرد ، به دلیل وزن قطعه کار یا تغییر شکل به دلیل اکستروژن متقابل بین قطعه ها یا تغییر شکل به دلیل گرمایش و خنک کننده ناهموار به دلیل انباشت بیش از حد قطعات کار ، باعث تغییر شکل می شود.

روش گرمایشی: برای کارگروه های ضخامت پیچیده و متفاوت ، به ویژه آنهایی که عناصر کربن و آلیاژی بالا دارند ، یک فرآیند گرمایش آهسته و یکنواخت بسیار مهم است. استفاده از پیش گرم شدن اغلب ضروری است ، گاهی اوقات نیاز به چرخه های قبل از گرم شدن دارد. برای قطعه های بزرگتر که به طور مؤثر از طریق پیش گرم شدن درمان نمی شوند ، استفاده از کوره مقاومت در برابر جعبه با گرمایش کنترل شده می تواند اعوجاج ناشی از گرمایش سریع را کاهش دهد.

3. عملیات خنک کننده

تغییر شکل خاموش در درجه اول ناشی از فرآیند خنک کننده است. انتخاب متوسط ​​متوسط ​​، عملکرد ماهرانه و هر مرحله از فرآیند خنک کننده به طور مستقیم بر تغییر شکل خاموش تأثیر می گذارد.

خاموش کردن انتخاب متوسط: در حالی که اطمینان از سختی دلخواه پس از بازگشت ، باید رسانه های فرونشست خفیف تر برای به حداقل رساندن اعوجاج ترجیح داده شوند. استفاده از رسانه های حمام گرم برای خنک کننده (برای تسهیل صاف کردن در حالی که قسمت هنوز گرم است) یا حتی خنک کننده هوا توصیه می شود. رسانه های دارای میزان خنک کننده بین آب و روغن نیز می توانند جایگزین رسانه های دوتایی روغن شوند.

-خاموش کردن خنک کننده هوا: خاموش کردن خنک کننده هوا برای کاهش تغییر شکل فرونشست فولاد با سرعت بالا ، فولاد قالب کروم و فولاد میکرو تغییر شکل هوا مؤثر است. برای فولاد 3CR2W8V که پس از خاموش شدن به سختی زیاد احتیاج ندارد ، می توان از خاموش شدن هوا نیز برای کاهش تغییر شکل با تنظیم صحیح دمای خاموش استفاده کرد.

خنک کننده و خاموش کردن: روغن یک محیط خاموش با سرعت خنک کننده بسیار پایین تر از آب است ، اما برای آن دسته از کار با سخت افزاری زیاد ، اندازه کوچک ، شکل پیچیده و تمایل به تغییر شکل زیاد ، میزان خنک کننده روغن خیلی زیاد است ، اما برای قطعات کاری با اندازه کوچک اما ضعیف سخت بودن ، میزان خنک کننده روغن کافی نیست. به منظور حل تضادهای فوق و استفاده کامل از فرونشست روغن برای کاهش تغییر شکل خاموش قطعات کار ، مردم روش هایی برای تنظیم دمای روغن و افزایش دمای خاموش برای گسترش استفاده از روغن اتخاذ کرده اند.

- تغییر دمای روغن فرونشست: استفاده از همان دمای روغن برای خاموش کردن برای کاهش تغییر شکل خاموش ، هنوز هم مشکلات زیر را دارد ، یعنی وقتی دمای روغن کم است ، تغییر شکل فرونشست هنوز هم بزرگ است و وقتی دمای روغن زیاد باشد ، اطمینان از این امر دشوار است قطعه کار بعد از کمبود سختی. تحت تأثیر ترکیبی از شکل و مواد برخی از قطعات کار ، افزایش دمای روغن فرونشست نیز ممکن است تغییر شکل آن را افزایش دهد. بنابراین ، تعیین دمای روغن روغن خاموش پس از گذراندن آزمایش با توجه به شرایط واقعی مواد قطعه کار ، اندازه و شکل مقطعی بسیار ضروری است.

هنگام استفاده از روغن داغ برای خاموش کردن ، برای جلوگیری از آتش سوزی ناشی از دمای زیاد روغن ناشی از خاموش شدن و خنک کننده ، تجهیزات لازم برای آتش سوزی باید در نزدیکی مخزن روغن مجهز شوند. علاوه بر این ، شاخص کیفیت روغن فرونشست باید به طور مرتب آزمایش شود و روغن جدید باید به موقع دوباره پر شود یا جایگزین شود.

- دمای خاموش کردن: این روش برای قطعه های کوچک از فولاد کربن مقطع و قطعاتی از فولاد آلیاژ کمی بزرگتر که نمی توانند پس از گرمایش و حفظ گرما در دمای خاموش شدن طبیعی و خاموش کردن روغن ، نیاز به سختی داشته باشند ، مناسب است. با افزایش مناسب دمای فرونشست و سپس خاموش کردن روغن ، می توان اثر سخت شدن و کاهش تغییر شکل را بدست آورد. هنگام استفاده از این روش برای خاموش کردن ، باید برای جلوگیری از مشکلاتی از جمله درشت دانه ، کاهش خواص مکانیکی و عمر خدمات قطعه کار به دلیل افزایش دمای فرونشست ، مراقبت شود.

‘طبقه بندی و austempering: هنگامی که سختی خاموش می تواند نیازهای طراحی را برآورده کند ، برای دستیابی به هدف کاهش تغییر شکل فرونشست ، باید از طبقه بندی و Austempering محیط حمام گرم کاملاً استفاده شود. این روش همچنین برای سخت بودن ، فولاد سازه کربن و فولاد سازه کربن ، به ویژه از جنس استیل و فلزی با سرعت زیاد کروم و با استفاده از سخت گیری زیاد ، مؤثر است. طبقه بندی محیط حمام گرم و روش خنک کننده Austempering روشهای اصلی فرونشست برای این نوع فولاد است. به همین ترتیب ، برای آن فولادهای کربن و فولادهای ساختاری کم آلیاژ نیز که نیازی به سختی فرونشست زیاد ندارند ، مؤثر است.

هنگام خاموش شدن با حمام گرم ، باید به موارد زیر توجه شود:

اول ، هنگامی که از حمام روغن برای درجه بندی و خاموش شدن ایزوترمال استفاده می شود ، برای جلوگیری از بروز آتش سوزی باید دمای روغن به شدت کنترل شود.

دوم ، هنگام خاموش شدن با نمرات نمکی نیترات ، مخزن نمک نیترات باید به ابزارهای لازم و دستگاه های خنک کننده آب مجهز شود. برای سایر اقدامات احتیاطی ، لطفاً به اطلاعات مربوطه مراجعه کنید و آنها را در اینجا تکرار نکنید.

سوم ، دمای ایزوترمال باید در هنگام خاموش شدن ایزوترمال به شدت کنترل شود. دمای زیاد یا پایین منجر به کاهش تغییر شکل فرونشست نمی شود. علاوه بر این ، در حین Austempering ، روش حلق آویز قطعه کار باید انتخاب شود تا از تغییر شکل ناشی از وزن قطعه کار جلوگیری شود.

چهارم ، هنگام استفاده از خاموش شدن ایزوترمال یا درجه بندی شده برای اصلاح شکل قطعه کار در حالی که داغ است ، ابزار و وسایل باید کاملاً مجهز باشد و عمل باید در حین کار سریع باشد. از عوارض جانبی بر کیفیت فرونشست قطعه کار جلوگیری کنید.

عمل خنک کننده: عملکرد ماهرانه در طی فرآیند خنک کننده تأثیر قابل توجهی در تغییر شکل خاموش دارد ، به خصوص هنگامی که از رسانه های خاموش کننده آب یا روغن استفاده می شود.

-براسیون جهت ورود متوسط ​​به: به طور معمول ، کارگروه های متقارن متعادل یا دراز مانند میله باید به صورت عمودی به محیط خاموش شوند. قطعات نامتقارن را می توان با زاویه ای خاموش کرد. جهت صحیح با هدف اطمینان از خنک کننده یکنواخت در همه قسمت ها ، با ورود مناطق خنک کننده کندتر ابتدا به محیط متوسط ​​و به دنبال آن بخش های خنک کننده سریعتر انجام می شود. در نظر گرفتن شکل قطعه کار و تأثیر آن بر سرعت خنک کننده در عمل بسیار مهم است.

-حرکت قطعه ها در محیط خاموش: قطعات خنک کننده آهسته باید با محیط خاموش روبرو شوند. قطعه های کاری متقارن باید از یک مسیر متعادل و یکنواخت در محیط پیروی کنند و دامنه کوچک و حرکت سریع را حفظ کنند. برای قطعه های نازک و دراز ، ثبات در هنگام خاموش کردن بسیار مهم است. برای کنترل بهتر از نوسان خودداری کنید و به جای اتصال سیم به جای اتصال سیم استفاده کنید.

-بید از فرونشست: کارگروه ها باید به سرعت خاموش شوند. به خصوص برای قطعه های نازک و مانند میله ، سرعت کمتری در حال فروپاشی می تواند منجر به افزایش تغییر شکل خمشی و تفاوت در تغییر شکل بین بخش های خاموش شده در زمان های مختلف شود.

خنک کننده کنترل شده: برای قطعات کاری با تفاوت معنی داری در اندازه مقطع ، از بخش های خنک کننده سریعتر با موادی مانند طناب آزبست یا ورق های فلزی محافظت کنید تا سرعت خنک کننده آنها را کاهش داده و به خنک کننده یکنواخت برسید.

-باین زمان در آب: برای قطعات کاری که عمدتا به دلیل استرس ساختاری تغییر شکل می دهند ، زمان خنک کننده آنها را در آب کوتاه کنید. برای قطعات کاری که در درجه اول تحت تغییر شکل به دلیل استرس حرارتی است ، زمان خنک کننده خود را در آب افزایش می دهد تا تغییر شکل خاموش را کاهش دهد.

ویرایش شده توسط می جیانگ از آلومینیوم مات