Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının ısıl işlemi sırasında sıklıkla karşılaşılan sorunlar şunlardır:
-Parçanın uygunsuz yerleştirilmesi: Bu durum, genellikle istenilen mekanik özellikleri elde etmek için söndürme ortamının yeterince hızlı bir şekilde ısıyı uzaklaştıramaması nedeniyle parça deformasyonuna yol açabilir.
-Hızlı ısıtma: Bu durum termal deformasyona neden olabilir; parçaların doğru yerleştirilmesi eşit ısıtmanın sağlanmasına yardımcı olur.
-Aşırı Isınma: Kısmi erimeye veya ötektik erimeye yol açabilir.
-Yüzeyde kireçlenme/yüksek sıcaklık oksidasyonu.
- Aşırı veya yetersiz yaşlanma işlemi, her ikisi de mekanik özelliklerin kaybına neden olabilir.
- Parçalar ve partiler arasında mekanik ve/veya fiziksel özelliklerde sapmalara neden olabilecek zaman/sıcaklık/söndürme parametrelerindeki dalgalanmalar.
-Ayrıca, yetersiz sıcaklık homojenliği, yetersiz izolasyon süresi ve çözeltiye alma ısıl işlemi sırasında yetersiz soğutma da yetersiz sonuçlara yol açabilir.
Isıl işlem, alüminyum endüstrisinde önemli bir termal işlemdir, ilgili daha fazla bilgiye bakalım.
1.Ön işlem
Söndürmeden önce yapıyı iyileştiren ve stresi azaltan ön işlem süreçleri, bozulmayı azaltmak için faydalıdır. Ön işlem tipik olarak küreselleştirme tavlama ve stres giderme tavlama gibi süreçleri içerir ve bazıları ayrıca söndürme ve temperleme veya normalleştirme işlemini de benimser.
Gerilim Giderici Tavlama: İşleme sırasında, işleme yöntemleri, takım kavraması ve kesme hızları gibi faktörler nedeniyle kalıntı gerilimler gelişebilir. Bu gerilimlerin eşit olmayan dağılımı, söndürme sırasında bozulmaya yol açabilir. Bu etkileri azaltmak için, söndürmeden önce gerilim giderme tavlaması gereklidir. Gerilim giderme tavlaması için sıcaklık genellikle 500-700 °C'dir. Hava ortamında ısıtıldığında, oksidasyonu ve dekarbürizasyonu önlemek için 2-3 saatlik bir tutma süresiyle 500-550 °C'lik bir sıcaklık kullanılır. Yükleme sırasında kendi ağırlığından kaynaklanan parça bozulması dikkate alınmalı ve diğer prosedürler standart tavlamaya benzerdir.
Yapının İyileştirilmesi İçin Ön Isıtma İşlemi:Buna küreselleştirme tavlaması, söndürme ve temperleme, normalizasyon işlemi dahildir.
-Küreselleştirme Tavlama: Karbon takım çeliği ve alaşımlı takım çeliği için ısıl işlem sırasında esas olan, küreselleştirme tavlamasından sonra elde edilen yapı, söndürme sırasında bozulma eğilimini önemli ölçüde etkiler. Tavlama sonrası yapıyı ayarlayarak, söndürme sırasında düzenli bozulma azaltılabilir.
-Diğer Ön Arıtma Yöntemleri:Söndürme ve temperleme, normalleştirme işlemi gibi söndürme bozulmasını azaltmak için çeşitli yöntemler kullanılabilir. Bozulmanın nedenine ve parçanın malzemesine bağlı olarak söndürme ve temperleme, normalleştirme işlemi gibi uygun ön işlemleri seçmek bozulmayı etkili bir şekilde azaltabilir. Ancak, temperlemeden sonra kalan gerilmeler ve sertlik artışları için dikkatli olmak gerekir, özellikle söndürme ve temperleme işlemi W ve Mn içeren çelikler için söndürme sırasında genleşmeyi azaltabilir, ancak GCr15 gibi çelikler için deformasyonu azaltmada çok az etkisi vardır.
Pratik üretimde, söndürme bozulmasının nedenini belirlemek, ister kalıntı gerilimlerden ister zayıf yapıdan kaynaklansın, etkili bir işlem için önemlidir. Gerilim giderme tavlaması, kalıntı gerilimlerden kaynaklanan bozulmalar için yapılmalıdır, yapıyı değiştiren tavlama gibi işlemler gerekli değildir ve tam tersi de geçerlidir. Ancak o zaman söndürme bozulmasını azaltma hedefi gerçekleştirilebilir, böylece maliyetler düşürülebilir ve kalite garanti altına alınabilir.
2.Söndürme Isıtma İşlemi
Söndürme Sıcaklığı: Söndürme sıcaklığı bozulmayı önemli ölçüde etkiler. Söndürme sıcaklığını ayarlayarak deformasyonu azaltma amacına ulaşabiliriz veya ayrılmış işleme payı, deformasyonu azaltma amacına ulaşmak için söndürme sıcaklığıyla aynıdır veya makul bir şekilde seçilmiş ve ayrılmış işleme payı ve ısıl işlem testlerinden sonra söndürme sıcaklığı, böylece sonraki işleme payını azaltır. Söndürme sıcaklığının söndürme deformasyonu üzerindeki etkisi yalnızca iş parçasında kullanılan malzemeyle değil, aynı zamanda iş parçasının boyutu ve şekliyle de ilgilidir. İş parçasının şekli ve boyutu çok farklı olduğunda, iş parçasının malzemesi aynı olmasına rağmen söndürme deformasyon eğilimi oldukça farklıdır ve operatör gerçek üretimde bu duruma dikkat etmelidir.
Söndürme Bekletme Süresi: Tutma süresinin seçimi, yalnızca söndürmeden sonra tam ısıtmayı ve istenen sertlik veya mekanik özellikleri elde etmeyi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bozulma üzerindeki etkisini de dikkate alır. Söndürme tutma süresinin uzatılması, özellikle yüksek karbonlu ve yüksek kromlu çelik için belirgin olan söndürme sıcaklığını esasen artırır.
Yükleme Yöntemleri:Isıtma sırasında iş parçasının uygun olmayan bir biçimde yerleştirilmesi, iş parçasının ağırlığından dolayı deformasyona veya iş parçaları arasındaki karşılıklı ekstrüzyondan dolayı deformasyona, veya iş parçalarının aşırı istiflenmesi sonucu eşit olmayan ısıtma ve soğutmadan dolayı deformasyona neden olur.
Isıtma Yöntemi: Karmaşık şekilli ve değişken kalınlıktaki iş parçaları, özellikle yüksek karbon ve alaşım elementleri içerenler için yavaş ve düzgün bir ısıtma işlemi çok önemlidir. Ön ısıtma kullanmak genellikle gereklidir ve bazen birden fazla ön ısıtma döngüsü gerektirir. Ön ısıtma ile etkili bir şekilde işlenmeyen daha büyük iş parçaları için, kontrollü ısıtmalı kutu direnç fırını kullanmak, hızlı ısıtmanın neden olduğu bozulmayı azaltabilir.
3. Soğutma İşlemi
Söndürme deformasyonu öncelikle soğutma sürecinden kaynaklanır. Uygun söndürme ortamı seçimi, ustaca çalıştırma ve soğutma sürecinin her adımı söndürme deformasyonunu doğrudan etkiler.
Söndürme Ortamı Seçimi:Söndürme sonrası istenen sertliği sağlarken, bozulmayı en aza indirmek için daha yumuşak söndürme ortamı tercih edilmelidir. Soğutma için ısıtılmış banyo ortamlarının kullanılması (parça hala sıcakken düzeltmeyi kolaylaştırmak için) veya hatta hava soğutması önerilir. Su ve yağ arasında soğutma oranlarına sahip ortamlar da su-yağ ikili ortamlarının yerini alabilir.
—Hava soğutmalı söndürme: Hava soğutmalı söndürme, yüksek hızlı çelik, krom kalıp çeliği ve hava soğutmalı mikro deformasyon çeliğinin söndürme deformasyonunu azaltmada etkilidir. Söndürmeden sonra yüksek sertlik gerektirmeyen 3Cr2W8V çeliği için, söndürme sıcaklığını uygun şekilde ayarlayarak deformasyonu azaltmak için hava söndürme de kullanılabilir.
—Yağ soğutma ve söndürme: Yağ, sudan çok daha düşük bir soğutma hızına sahip bir söndürme ortamıdır, ancak yüksek sertleşebilirliğe, küçük boyuta, karmaşık şekle ve büyük deformasyon eğilimine sahip iş parçaları için yağın soğutma hızı çok yüksektir, ancak küçük boyuta sahip ancak düşük sertleşebilirliğe sahip iş parçaları için yağın soğutma hızı yetersizdir. Yukarıdaki çelişkileri çözmek ve iş parçalarının söndürme deformasyonunu azaltmak için yağ söndürmeyi tam olarak kullanmak amacıyla, insanlar yağ sıcaklığını ayarlama ve söndürme sıcaklığını artırma yöntemlerini benimseyerek yağın kullanımını genişletmişlerdir.
—Söndürme yağının sıcaklığının değiştirilmesi: söndürme deformasyonunu azaltmak için söndürme için aynı yağ sıcaklığını kullanmak hala şu sorunlara sahiptir, yani yağ sıcaklığı düşük olduğunda, söndürme deformasyonu hala büyüktür ve yağ sıcaklığı yüksek olduğunda, söndürmeden sonra iş parçasının sertliğini sağlamak zordur. Bazı iş parçalarının şekli ve malzemesinin birleşik etkisi altında, söndürme yağının sıcaklığını artırmak deformasyonunu da artırabilir. Bu nedenle, iş parçası malzemesinin gerçek koşullarına, kesit boyutuna ve şekline göre testi geçtikten sonra söndürme yağının yağ sıcaklığını belirlemek çok gereklidir.
Sıcak yağın söndürme için kullanılması durumunda, söndürme ve soğutma sırasında oluşan yüksek yağ sıcaklığının neden olduğu yangını önlemek için, yağ tankının yakınında gerekli yangın söndürme ekipmanları bulunmalıdır. Ayrıca, söndürme yağının kalite endeksi düzenli olarak test edilmeli ve yeni yağ zamanında doldurulmalı veya değiştirilmelidir.
—Söndürme sıcaklığını artırın: Bu yöntem, normal söndürme sıcaklıklarında ve yağ söndürmede ısıtma ve ısı korumasından sonra sertlik gereksinimlerini karşılayamayan küçük kesitli karbon çelik iş parçaları ve biraz daha büyük alaşımlı çelik iş parçaları için uygundur. Söndürme sıcaklığını uygun şekilde artırarak ve ardından yağ söndürme yaparak, sertleştirme ve deformasyonu azaltma etkisi elde edilebilir. Bu yöntemi söndürmek için kullanırken, artan söndürme sıcaklığı nedeniyle tane irileşmesi, mekanik özelliklerin azalması ve iş parçasının hizmet ömrü gibi sorunları önlemek için dikkatli olunmalıdır.
—Sınıflandırma ve sertleştirme: Söndürme sertliği tasarım gereksinimlerini karşılayabildiğinde, söndürme deformasyonunu azaltma amacına ulaşmak için sıcak banyo ortamının sınıflandırılması ve austemperlenmesi tam olarak kullanılmalıdır. Bu yöntem ayrıca düşük sertleştirilebilirliğe sahip, küçük kesitli karbon yapı çeliği ve takım çeliği, özellikle krom içeren kalıp çeliği ve yüksek sertleştirilebilirliğe sahip yüksek hızlı çelik iş parçaları için de etkilidir. Sıcak banyo ortamının sınıflandırılması ve austemperlemenin soğutma yöntemi, bu tür çelik için temel söndürme yöntemleridir. Benzer şekilde, yüksek söndürme sertliği gerektirmeyen karbon çelikleri ve düşük alaşımlı yapı çelikleri için de etkilidir.
Sıcak banyo ile su verme sırasında şu hususlara dikkat edilmelidir:
Öncelikle, yağ banyosunun sınıflandırma ve izotermal söndürme amacıyla kullanılması durumunda yangın çıkmasını önlemek için yağ sıcaklığının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir.
İkincisi, nitrat tuzu sınıflarıyla söndürme yaparken, nitrat tuzu tankı gerekli aletler ve su soğutma cihazlarıyla donatılmalıdır. Diğer önlemler için lütfen ilgili bilgilere bakın ve bunları burada tekrarlamayacağım.
Üçüncüsü, izotermal söndürme sırasında izotermal sıcaklık sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Yüksek veya düşük sıcaklık, söndürme deformasyonunu azaltmaya elverişli değildir. Ayrıca, ostemperleme sırasında, iş parçasının ağırlığının neden olduğu deformasyonu önlemek için iş parçasının asma yöntemi seçilmelidir.
Dördüncüsü, iş parçasının şeklini sıcakken düzeltmek için izotermal veya kademeli söndürme kullanıldığında, takımlar ve fikstürler tam donanımlı olmalı ve işlem sırasında eylem hızlı olmalıdır. İş parçasının söndürme kalitesi üzerinde olumsuz etkileri önleyin.
Soğutma İşlemi:Soğutma işlemi sırasında ustalıkla yapılan bir çalışmanın, özellikle su veya yağ söndürme ortamları kullanıldığında, söndürme deformasyonu üzerinde önemli bir etkisi vardır.
-Söndürme Ortamının Doğru Giriş Yönü: Tipik olarak, simetrik olarak dengelenmiş veya uzunlamasına çubuk benzeri iş parçaları ortama dikey olarak söndürülmelidir. Asimetrik parçalar açılı olarak söndürülebilir. Doğru yön, tüm parçalarda düzgün soğutmayı sağlamayı, daha yavaş soğutulan alanların önce ortama girmesini ve ardından daha hızlı soğutulan bölümlerin gelmesini hedefler. İş parçasının şeklinin ve soğutma hızına etkisinin dikkate alınması pratikte hayati önem taşır.
-Söndürme Ortamında İş Parçalarının Hareketi: Yavaş soğuyan parçalar söndürme ortamına bakmalıdır. Simetrik şekilli iş parçaları, küçük bir genlik ve hızlı hareket sağlayarak ortamda dengeli ve düzgün bir yol izlemelidir. İnce ve uzun iş parçaları için söndürme sırasında stabilite çok önemlidir. Sallanmaktan kaçının ve daha iyi kontrol için tel bağlama yerine kelepçeler kullanmayı düşünün.
-Söndürme Hızı: İş parçaları hızla söndürülmelidir. Özellikle ince, çubuk benzeri iş parçaları için, daha yavaş söndürme hızları, artan bükülme deformasyonuna ve farklı zamanlarda söndürülen bölümler arasındaki deformasyon farklılıklarına yol açabilir.
-Kontrollü Soğutma:Kesit boyutlarında önemli farklılıklar olan iş parçalarında, daha hızlı soğuyan bölümleri asbest halat veya metal sac gibi malzemelerle koruyarak soğuma hızlarını azaltın ve homojen bir soğutma elde edin.
-Suda Soğuma Süresi: Esas olarak yapısal stres nedeniyle deformasyon yaşayan iş parçaları için, sudaki soğuma sürelerini kısaltın. Esas olarak termal stres nedeniyle deformasyon yaşayan iş parçaları için, söndürme deformasyonunu azaltmak amacıyla sudaki soğuma sürelerini uzatın.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: 21-Şub-2024
