Hliník je široko používaný kov v rôznych priemyselných odvetviach vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam, ako je nízka hustota, vysoká odolnosť proti korózii a dobrá elektrická vodivosť. Tepelné spracovanie je dôležitý proces, ktorý môže výrazne zlepšiť mechanické vlastnosti a výkon hliníkových výrobkov. Ako dodávateľ hliníka mám rozsiahle znalosti a skúsenosti s rôznymi metódami tepelného spracovania hliníka. V tomto blogu predstavím niektoré bežné metódy tepelného spracovania hliníka.
Žíhanie
Žíhanie je proces tepelného spracovania, ktorý zahŕňa zahriatie hliníka na určitú teplotu a následné pomalé ochladzovanie. Tento proces sa používa na uvoľnenie vnútorného napätia, zvýšenie ťažnosti a zlepšenie obrobiteľnosti.
Existujú tri hlavné typy žíhania hliníka:
- Úplné žíhanie: Toto je najbežnejší typ žíhania hliníka. Hliník sa zahreje na teplotu medzi 343 °C a 427 °C (650 °F a 800 °F), udržiava sa na tejto teplote dostatočne dlho, aby kov dosiahol rovnomernú teplotu, a potom sa pomaly ochladí. Úplné žíhanie sa používa na vytvorenie úplne rekryštalizovanej štruktúry, čo má za následok maximálnu mäkkosť a ťažnosť. Napríklad, keď dodávameBezšvová hliníková trubica, úplné žíhanie môže uľahčiť ohýbanie a tvarovanie rúrky bez praskania.
- Procesné žíhanie: Procesné žíhanie, známe tiež ako žíhanie na uvoľnenie napätia, sa používa na uvoľnenie vnútorného napätia, ktoré vzniká počas procesov spracovania za studena, ako je valcovanie, ťahanie alebo ohýbanie. Hliník sa zahreje na teplotu pod teplotou rekryštalizácie, typicky medzi 260 °C a 371 °C (500 °F a 700 °F), a potom sa ochladí na vzduchu. Tento proces sa často používa pri výrobe1060 hliníková cievkaaby sa zabránilo praskaniu a deformácii pri ďalšom spracovaní.
- Sferoidizačné žíhanie: Tento typ žíhania sa používa na zlepšenie obrobiteľnosti zliatin hliníka s vysokým obsahom uhlíka. Hliník sa zahreje na teplotu mierne nad spodnou kritickou teplotou a potom sa pomaly ochladí. Tento proces spôsobuje, že častice karbidu vytvoria guľový tvar, ktorý znižuje rezné sily a zlepšuje povrchovú úpravu počas obrábania.
Roztokové tepelné spracovanie
Roztokové tepelné spracovanie je proces, pri ktorom sa hliníková zliatina zahrieva na vysokú teplotu, aby sa rozpustili legujúce prvky v hliníkovej matrici. Zliatina sa potom rýchlo ochladí na teplotu miestnosti, aby sa zadržali rozpustené prvky v presýtenom tuhom roztoku.
Kroky tepelného spracovania roztoku sú nasledovné:
- Kúrenie: Hliníková zliatina sa zahrieva na špecifickú teplotu rozpúšťania, ktorá je zvyčajne medzi 450 °C a 550 °C (842 °F a 1022 °F), v závislosti od zloženia zliatiny. Napríklad niektoré vysokopevné hliníkové zliatiny vyžadujú vyššiu teplotu rozpúšťania.
- Namáčanie: Zliatina sa udržiava pri teplote rozpúšťania počas určitého časového obdobia, aby sa zabezpečilo, že všetky legovacie prvky sa úplne rozpustia v hliníkovej matrici. Doba namáčania závisí od hrúbky a zloženia zliatiny.
- Kalenie: Po namáčaní sa zliatina rýchlo ochladzuje vo vode, oleji alebo vzduchu, aby sa zabránilo vyzrážaniu legujúcich prvkov. Rýchlosť kalenia je kritickým faktorom pri tepelnom spracovaní roztoku. Rýchla rýchlosť kalenia môže viesť k vyššej pevnosti, ale aj k zvýšeniu rizika zvyškového napätia a deformácie.
Roztokové tepelné spracovanie sa často používa na zlepšenie pevnosti a odolnosti hliníkových zliatin proti korózii. Po tepelnom spracovaní v roztoku môže byť hliníková zliatina ďalej spevnená precipitačným vytvrdzovaním.
Vytvrdzovanie zrážok
Precipitačné kalenie, tiež známe ako starnutie, je proces, ktorý zvyšuje pevnosť a tvrdosť hliníkových zliatin precipitáciou jemných častíc druhej fázy v hliníkovej matrici.
Proces precipitačného vytvrdzovania pozostáva z troch fáz:
- Liečba roztokom: Po prvé, hliníková zliatina sa tepelne spracuje v roztoku, ako je opísané vyššie, aby sa vytvoril presýtený tuhý roztok.
- Kalenie: Zliatina sa rýchlo ochladzuje na izbovú teplotu, aby sa zachoval presýtený tuhý roztok.
- Starnutie: Kalená zliatina sa potom zahreje na nižšiu teplotu, typicky medzi 120 °C a 200 °C (248 °F a 392 °F), a udržiava sa pri tejto teplote počas určitého časového obdobia. Počas starnutia sa presýtený tuhý roztok rozkladá a jemné častice druhej fázy sa vyzrážajú z matrice. Tieto precipitáty pôsobia ako prekážky pre pohyb dislokácie, čím zvyšujú pevnosť a tvrdosť zliatiny.
Existujú dva typy starnutia: prirodzené starnutie a umelé starnutie. Prirodzené starnutie prebieha pri izbovej teplote po určitú dobu, zatiaľ čo umelé starnutie sa uskutočňuje pri zvýšenej teplote. Napríklad niektoré zliatiny hliníka pre letectvo a kozmonautiku sú umelo starnuté, aby sa dosiahla požadovaná vysoká pevnosť a odolnosť proti únave.
Uvoľnenie stresu
Znižovanie pnutia je proces tepelného spracovania používaný na zníženie vnútorného pnutia v hliníkových výrobkoch, ktoré je spôsobené výrobnými procesmi, ako je odlievanie, zváranie alebo obrábanie.
Proces odbúrania pnutia zahŕňa zahriatie hliníka na teplotu pod teplotou žíhania, typicky medzi 150 °C a 260 °C (302 °F a 500 °F), a jeho udržiavanie pri tejto teplote dostatočne dlhý čas, aby sa vnútorné napätia uvoľnili. Potom sa hliník pomaly ochladí na izbovú teplotu.
Uvoľnenie napätia je dôležité, pretože vnútorné napätia môžu spôsobiť deformáciu, praskanie a zníženú únavovú životnosť. Napríklad pri výrobeHliníková fólia 1100, uvoľnenie napätia môže zlepšiť rovinnosť a rozmerovú stálosť fólie.
Záver
Každá metóda tepelného spracovania hliníka má svoje jedinečné vlastnosti a aplikácie. Žíhanie môže zlepšiť ťažnosť a opracovateľnosť, tepelné spracovanie v roztoku a precipitačné kalenie môže zvýšiť pevnosť a odolnosť proti korózii a uvoľnenie napätia môže znížiť vnútorné napätie. Ako dodávateľ hliníka máme odborné znalosti a zariadenia na poskytovanie vysokokvalitných tepelne spracovaných hliníkových výrobkov, ktoré spĺňajú rôznorodé potreby našich zákazníkov.
Či už pôsobíte v leteckom, automobilovom, stavebnom alebo obalovom priemysle, môžeme vám ponúknuť tie správne tepelne spracované hliníkové produkty. Ak máte záujem o naše hliníkové produkty alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa procesov tepelného spracovania, neváhajte nás kontaktovať pre obstaranie a ďalšiu diskusiu. Zaviazali sme sa poskytovať vám tie najlepšie produkty a služby.
Referencie
- Výbor pre príručku kovov. (1990). Príručka kovov: Vlastnosti a výber: Neželezné zliatiny a čisté kovy. ASM International.
- Davis, JR (2001). Hliník a zliatiny hliníka. ASM International.