Durante o tratamento térmico do aluminio e as súas aliaxes, adoitan xurdir varios problemas, como por exemplo:
-Colocación incorrecta da peza: isto pode levar á deformación da peza, a miúdo debido a unha eliminación insuficiente da calor polo medio de temple a unha velocidade suficientemente rápida para acadar as propiedades mecánicas desexadas.
-Quecemento rápido: isto pode provocar deformación térmica; unha colocación axeitada das pezas axuda a garantir un quecemento uniforme.
-Sobrequecemento: Isto pode levar a unha fusión parcial ou eutéctica.
-Descamación superficial/oxidación a alta temperatura.
-Un tratamento de envellecemento excesivo ou insuficiente, que pode provocar a perda de propiedades mecánicas.
-Flutuacións nos parámetros de tempo/temperatura/refriamento que poden causar desviacións nas propiedades mecánicas e/ou físicas entre pezas e lotes.
-Ademais, a mala uniformidade da temperatura, o tempo de illamento insuficiente e o arrefriamento inadecuado durante o tratamento térmico en solución poden contribuír a resultados inadecuados.
O tratamento térmico é un proceso térmico crucial na industria do aluminio; afondemos en máis coñecementos relacionados.
1. Pretratamento
Os procesos de pretratamento que melloran a estrutura e alivian a tensión antes do temple son beneficiosos para reducir a distorsión. O pretratamento normalmente implica procesos como o recocido esferoidizador e o recocido de alivio de tensión, e algúns tamén adoptan o tratamento de temple e revenido ou normalización.
Recocido para alivio de tensiónsDurante o mecanizado, pódense desenvolver tensións residuais debido a factores como os métodos de mecanizado, o encaixe das ferramentas e as velocidades de corte. Unha distribución desigual destas tensións pode provocar distorsión durante o temple. Para mitigar estes efectos, é necesario un recocido de alivio de tensións antes do temple. A temperatura para o recocido de alivio de tensións é xeralmente de 500-700 °C. Ao quentar nun medio de aire, utilízase unha temperatura de 500-550 °C cun tempo de mantemento de 2-3 horas para evitar a oxidación e a descarburación. A distorsión da peza debido ao peso propio debe considerarse durante a carga, e outros procedementos son similares ao recocido estándar.
Tratamento de prequecemento para a mellora da estruturaIsto inclúe o recocido esferoidizado, o tempero e o revenido, e o tratamento de normalización.
-Recocido esferoidizadorEsencial para o aceiro para ferramentas de carbono e o aceiro para ferramentas de aliaxe durante o tratamento térmico, a estrutura obtida despois do recocido esferoidizado afecta significativamente a tendencia á distorsión durante o temple. Axustando a estrutura posterior ao recocido, pódese reducir a distorsión habitual durante o temple.
-Outros métodos de pretratamentoPódense empregar varios métodos para reducir a distorsión por tempero, como o tempero e o revenido, o tratamento de normalización. A selección de pretratamentos axeitados, como o tempero e o revenido, e o tratamento de normalización en función da causa da distorsión e do material da peza, pode reducir eficazmente a distorsión. Non obstante, é necesario ter precaución coas tensións residuais e os aumentos de dureza despois do tempero, especialmente o tratamento de tempero e revenido pode reducir a expansión durante o tempero para aceiros que conteñen W e Mn, pero ten pouco efecto na redución da deformación para aceiros como o GCr15.
Na produción práctica, identificar a causa da distorsión por temple, xa sexa debida a tensións residuais ou a unha estrutura deficiente, é esencial para un tratamento eficaz. O recocido de alivio de tensións debe realizarse para a distorsión causada por tensións residuais, mentres que tratamentos como o revenido que alteran a estrutura non son necesarios, e viceversa. Só así se pode acadar o obxectivo de reducir a distorsión por temple para reducir custos e garantir a calidade.
2. Operación de quecemento por enfriamento
Temperatura de templeA temperatura de temple afecta significativamente a distorsión. Podemos conseguir o propósito de reducir a deformación axustando a temperatura de temple, ou a marxe de mecanizado reservada é a mesma que a temperatura de temple para conseguir o propósito de reducir a deformación, ou seleccionando e reservando razoablemente a marxe de mecanizado e a temperatura de temple despois das probas de tratamento térmico, para reducir a marxe de mecanizado posterior. O efecto da temperatura de temple na deformación por temple non só está relacionado co material utilizado na peza, senón tamén co tamaño e a forma da peza. Cando a forma e o tamaño da peza son moi diferentes, aínda que o material da peza é o mesmo, a tendencia á deformación por temple é bastante diferente, e o operador debe prestar atención a esta situación na produción real.
Tempo de retención de temperoA selección do tempo de retención non só garante un quecemento completo e acadar a dureza ou as propiedades mecánicas desexadas despois do temple, senón que tamén ten en conta o seu efecto na distorsión. Prolongar o tempo de retención do temple aumenta esencialmente a temperatura de temple, especialmente pronunciadamente para aceiros con alto contido de carbono e alto contido de cromo.
Métodos de cargaSe a peza se coloca nunha forma irracional durante o quecemento, causará deformación debido ao peso da peza ou deformación debido á extrusión mutua entre as pezas, ou deformación debido a un quecemento e arrefriamento desiguais debido a un apilamento excesivo das pezas.
Método de quecementoPara pezas de formas complexas e grosores variables, especialmente aquelas con elementos de alto contido en carbono e aliaxes, é crucial un proceso de quentamento lento e uniforme. A miúdo é necesario utilizar o prequentamento, o que ás veces require varios ciclos de prequentamento. Para pezas máis grandes que non se tratan eficazmente mediante o prequentamento, o uso dun forno de caixa de resistencia con quentamento controlado pode reducir a distorsión causada polo quentamento rápido.
3. Operación de arrefriamento
A deformación por temple resulta principalmente do proceso de arrefriamento. A selección axeitada do medio de temple, a operación hábil e cada paso do proceso de arrefriamento inflúen directamente na deformación por temple.
Selección do medio de templeAínda que se garante a dureza desexada despois do temple, débense preferir medios de temple máis suaves para minimizar a distorsión. Recoméndase o uso de medios de baño quentados para o arrefriamento (para facilitar o endereitamento mentres a peza aínda está quente) ou incluso arrefriamento por aire. Os medios con taxas de arrefriamento intermedias entre auga e aceite tamén poden substituír os medios duplos auga-aceite.
—Arrefriamento por aireO temple por refrixeración ao aire é eficaz para reducir a deformación por temple do aceiro de alta velocidade, do aceiro para moldes de cromo e do aceiro de microdeformación por refrixeración ao aire. Para o aceiro 3Cr2W8V que non require unha alta dureza despois do temple, o temple por refrixeración ao aire tamén se pode usar para reducir a deformación axustando adecuadamente a temperatura de temple.
—Arrefriamento e temple do aceiteO aceite é un medio de temple con unha velocidade de arrefriamento moito menor que a auga, pero para pezas con alta templabilidade, tamaño pequeno, forma complexa e gran tendencia á deformación, a velocidade de arrefriamento do aceite é demasiado alta, pero para pezas con tamaño pequeno pero mala templabilidade, a velocidade de arrefriamento do aceite é insuficiente. Para resolver as contradicións anteriores e aproveitar ao máximo o temple con aceite para reducir a deformación por temple das pezas, a xente adoptou métodos para axustar a temperatura do aceite e aumentar a temperatura de temple para ampliar a utilización do aceite.
—Modificación da temperatura do aceite de refrixeraciónUsar a mesma temperatura do aceite para o temple para reducir a deformación por temple aínda presenta os seguintes problemas: cando a temperatura do aceite é baixa, a deformación por temple segue sendo grande e, cando a temperatura do aceite é alta, é difícil garantir a dureza da peza despois do temple. Baixo o efecto combinado da forma e o material dalgunhas pezas, o aumento da temperatura do aceite de temple tamén pode aumentar a súa deformación. Polo tanto, é moi necesario determinar a temperatura do aceite de temple despois de superar a proba segundo as condicións reais do material da peza, o tamaño da sección transversal e a forma.
Ao usar aceite quente para o enfriamento, para evitar incendios causados pola alta temperatura do aceite causada polo enfriamento e o arrefriamento, débese instalar o equipo de extinción de incendios necesario preto do tanque de aceite. Ademais, o índice de calidade do aceite de enfriamento debe comprobarse regularmente e o aceite novo debe reporse ou substituírse a tempo.
—Aumentar a temperatura de refrixeraciónEste método é axeitado para pezas de aceiro ao carbono de sección transversal pequena e pezas de aceiro de aliaxe lixeiramente máis grandes que non poden cumprir os requisitos de dureza despois do quecemento e a conservación da calor a temperaturas de temple normal e o temple en aceite. Aumentando adecuadamente a temperatura de temple e despois o temple en aceite, pódese conseguir o efecto de endurecemento e redución da deformación. Ao usar este método para o temple, débese ter coidado para evitar problemas como o engrosamento do gran, a redución das propiedades mecánicas e a vida útil da peza debido ao aumento da temperatura de temple.
—Clasificación e austemperingCando a dureza de temple poida cumprir os requisitos de deseño, a clasificación e o revenido austópico do medio de baño quente deben utilizarse plenamente para lograr o propósito de reducir a deformación de temple. Este método tamén é eficaz para aceiro estrutural de carbono de sección pequena e baixa templabilidade e aceiro para ferramentas, especialmente aceiro para matrices que conteñen cromo e pezas de aceiro de alta velocidade con alta templabilidade. A clasificación do medio de baño quente e o método de arrefriamento do revenido austópico son os métodos de temple básicos para este tipo de aceiro. Do mesmo xeito, tamén é eficaz para aqueles aceiros de carbono e aceiros estruturais de baixa aliaxe que non requiren unha alta dureza de temple.
Ao saciar a calor cun baño quente, débese prestar atención aos seguintes aspectos:
En primeiro lugar, cando se usa un baño de aceite para a clasificación e o temple isotérmico, a temperatura do aceite debe controlarse estritamente para evitar que se produza un incendio.
En segundo lugar, ao enfriar con sales de nitrato, o tanque de sal de nitrato debe estar equipado cos instrumentos e dispositivos de refrixeración por auga necesarios. Para outras precaucións, consulte a información relevante e non as repetiremos aquí.
En terceiro lugar, a temperatura isotérmica debe controlarse estritamente durante o temple isotérmico. Unha temperatura alta ou baixa non favorece a redución da deformación por temple. Ademais, durante o revenido, débese escoller o método de suspensión da peza para evitar a deformación causada polo peso da peza.
En cuarto lugar, ao usar o temple isotérmico ou gradual para corrixir a forma da peza mentres está quente, as ferramentas e os accesorios deben estar totalmente equipados e a acción debe ser rápida durante o funcionamento. Evitar efectos adversos na calidade de temple da peza.
Operación de refrixeraciónUn funcionamento hábil durante o proceso de arrefriamento ten un impacto significativo na deformación por temple, especialmente cando se empregan medios de temple como auga ou aceite.
-Dirección correcta da entrada do medio de enfriamentoNormalmente, as pezas de traballo simetricamente equilibradas ou alongadas en forma de varilla deben arrefriarse verticalmente no medio. As pezas asimétricas poden arrefriarse en ángulo. A dirección correcta ten como obxectivo garantir un arrefriamento uniforme en todas as pezas, con zonas de arrefriamento máis lentas entrando primeiro no medio, seguidas de seccións de arrefriamento máis rápidas. Na práctica é vital ter en conta a forma da peza de traballo e a súa influencia na velocidade de arrefriamento.
-Movemento de pezas en medio de templeAs pezas de arrefriamento lento deben estar orientadas cara ao medio de temple. As pezas con formas simétricas deben seguir unha traxectoria equilibrada e uniforme no medio, mantendo unha pequena amplitude e un movemento rápido. Para pezas delgadas e alongadas, a estabilidade durante o temple é crucial. Evite o balanceo e considere o uso de abrazadeiras en lugar de suxeicións de arame para un mellor control.
-Velocidade de extinciónAs pezas deben ser templeadas rapidamente. En particular para pezas delgadas en forma de varilla, as velocidades de temple máis lentas poden levar a unha maior deformación por flexión e a diferenzas na deformación entre as seccións templeadas en diferentes momentos.
-Refrixeración controladaPara pezas con diferenzas significativas no tamaño da sección transversal, protexa as seccións de arrefriamento máis rápido con materiais como cordas de amianto ou láminas metálicas para reducir a súa velocidade de arrefriamento e lograr un arrefriamento uniforme.
-Tempo de arrefriamento na augaPara pezas que sofren deformación principalmente debido a tensión estrutural, acurte o seu tempo de arrefriamento en auga. Para pezas que sofren deformación principalmente debido a tensión térmica, amplíe o seu tempo de arrefriamento en auga para reducir a deformación por arrefriamento.
Editado por May Jiang de MAT Aluminum
Data de publicación: 21 de febreiro de 2024
