Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının ısıl işlemi sırasında sıklıkla karşılaşılan sorunlar şunlardır:
-Parçanın yanlış yerleştirilmesi: Bu durum, genellikle söndürme ortamının istenen mekanik özellikleri elde etmek için yeterince hızlı bir oranda ısıyı uzaklaştıramaması nedeniyle parça deformasyonuna yol açabilir.
-Hızlı ısıtma: Bu durum termal deformasyona neden olabilir; parçaların doğru yerleştirilmesi eşit ısıtmanın sağlanmasına yardımcı olur.
-Aşırı ısınma: Kısmi erimeye veya ötektik erimeye yol açabilir.
-Yüzeyde kireçlenme/yüksek sıcaklıkta oksidasyon.
- Aşırı veya yetersiz yaşlanma tedavisi, 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 yalıtım süresi ve çözelti ısıl işlemi sırasında yetersiz soğutma, yetersiz sonuçlara katkıda bulunabilir.
Isıl işlem, alüminyum endüstrisinde önemli bir termal işlemdir, ilgili bilgileri daha derinlemesine inceleyelim.
1. Ön işlem
Söndürme öncesinde yapıyı iyileştiren ve gerilimi azaltan ön işlem prosesleri, bozulmayı azaltmak için faydalıdır. Ön işlem genellikle küreselleştirme tavlaması ve gerilim giderme tavlaması gibi prosesleri içerir ve bazılarında söndürme ve temperleme veya normalleştirme işlemi de uygulanır.
Gerilim Giderici Tavlama: İşleme sırasında, işleme yöntemleri, takım kavraması ve kesme hızları gibi faktörler nedeniyle kalıntı gerilimler oluşabilir. Bu gerilimlerin eşit olmayan dağılımı, söndürme sırasında bozulmaya neden olabilir. Bu etkileri azaltmak için, söndürmeden önce gerilim giderme tavlaması gereklidir. Gerilim giderme tavlama sıcaklığı genellikle 500-700°C'dir. Hava ortamında ısıtma yapılırken, oksidasyon ve dekarbürizasyonu önlemek için 2-3 saatlik bir tutma süresiyle 500-550°C'lik bir sıcaklık kullanılır. Yükleme sırasında parçanın kendi ağırlığından kaynaklanan bozulma dikkate alınmalı ve diğer prosedürler standart tavlamaya benzerdir.
Yapı İyileştirme için Ön Isıtma İşlemi: Bunlara küreselleştirme tavlama, söndürme ve temperleme, normalizasyon işlemi dahildir.
-Küreselleştirme TavlamaKarbon takım çeliği ve alaşımlı takım çeliği için ısıl işlem sırasında önemli olan küreselleştirme tavlamasından sonra elde edilen yapı, söndürme sırasında bozulma eğilimini önemli ölçüde etkiler. Tavlama sonrası yapı ayarlanarak, söndürme sırasında düzenli bozulma azaltılabilir.
-Diğer Ön İşlem Yöntemleri: Söndürme ve temperleme, normalizasyon işlemi gibi çeşitli yöntemler, söndürme bozulmasını azaltmak için kullanılabilir. Bozulmanın nedenine ve parçanın malzemesine bağlı olarak söndürme ve temperleme, normalizasyon işlemi gibi uygun ön işlemlerin seçilmesi, bozulmayı etkili bir şekilde azaltabilir. Ancak, temperleme sonrası oluşan kalıntı gerilmeler ve sertlik artışlarına karşı dikkatli olunmalıdır; özellikle söndürme ve temperleme işlemi, W ve Mn içeren çeliklerde söndürme sırasında genleşmeyi azaltabilirken, GCr15 gibi çeliklerde deformasyonu azaltmada çok az etkiye sahiptir.
Pratik üretimde, ister kalıntı gerilmelerden ister zayıf yapıdan kaynaklansın, söndürme bozulmasının nedenini belirlemek, etkili bir işlem için çok önemlidir. Kalıntı gerilmelerden kaynaklanan bozulmalar için gerilim giderme tavlaması yapılmalıdır; yapıyı değiştiren tavlama gibi işlemler ise gerekli değildir ve bunun tersi de geçerlidir. Ancak bu şekilde, söndürme bozulmasını azaltma, maliyetleri düşürme ve kaliteyi sağlama hedefine ulaşılabilir.
2.Söndürme Isıtma İşlemi
Söndürme Sıcaklığı: Söndürme sıcaklığı, bozulmayı önemli ölçüde etkiler. Söndürme sıcaklığını ayarlayarak deformasyonu azaltma amacına ulaşabiliriz veya ayrılmış işleme payını, deformasyonu azaltmak için söndürme sıcaklığıyla aynı tutabiliriz veya ısıl işlem testlerinden sonra işleme payını ve söndürme sıcaklığını makul bir şekilde seçip ayırarak sonraki işleme payını azaltabiliriz. 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 olsa bile, söndürme deformasyon eğilimi oldukça farklıdır ve operatör gerçek üretimde bu duruma dikkat etmelidir.
Söndürme Bekletme Süresi: Bekletme süresinin seçimi, yalnızca söndürmeden sonra tam ısıtmayı ve istenen sertlik veya mekanik özelliklere ulaşmayı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bozulma üzerindeki etkisini de dikkate alır. Söndürme bekletme süresinin uzatılması, özellikle yüksek karbonlu ve yüksek kromlu çeliklerde olmak üzere, söndürme sıcaklığını önemli ölçüde artırır.
Yükleme Yöntemleri:Isıtma sırasında iş parçasının uygun olmayan bir formda yerleştirilmesi, iş parçasının ağırlığından dolayı deformasyona veya iş parçaları arasındaki karşılıklı ekstrüzyondan dolayı deformasyona, iş parçalarının aşırı istiflenmesi sonucu eşit olmayan ısıtma ve soğutmadan dolayı deformasyona neden olur.
Isıtma YöntemiKarmaşık şekilli ve farklı kalınlıktaki iş parçaları, özellikle de yüksek karbon ve alaşım elementleri içerenler için yavaş ve homojen bir ısıtma işlemi çok önemlidir. Ön ısıtma 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 dirençli fırın kullanmak, hızlı ısıtmanın neden olduğu bozulmayı azaltabilir.
3. Soğutma İşlemi
Söndürme deformasyonu öncelikle soğutma işleminin bir sonucudur. Uygun söndürme ortamı seçimi, ustalıkla çalıştırma ve soğutma işleminin her adımı söndürme deformasyonunu doğrudan etkiler.
Söndürme Ortamı Seçimi: İstenilen sertliği söndürme sonrası 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, su-yağ ikili ortamlarının yerini de alabilir.
—Hava soğutmalı söndürme: Hava soğutmalı söndürme, yüksek hızlı çelik, krom kalıp çeliği ve hava soğutmalı mikro deformasyon çeliğinin söndürme deformasyonunu azaltmada etkilidir. Söndürme sonrası yüksek sertlik gerektirmeyen 3Cr2W8V çeliği için, söndürme sıcaklığının doğru ayarlanmasıyla deformasyonu azaltmak için hava soğutmalı söndürme de kullanılabilir.
—Yağ soğutma ve söndürmeYağ, 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 boyutlu ancak düşük sertleşebilirliğe sahip iş parçaları için yağın soğutma hızı yetersizdir. Yukarıdaki çelişkileri çözmek ve iş parçalarının söndürme deformasyonunu azaltmak için yağ söndürmeden tam olarak yararlanmak amacıyla, insanlar yağ sıcaklığını ayarlama ve söndürme sıcaklığını artırma yöntemlerini benimseyerek yağın kullanımını yaygınlaştırmışlardır.
—Söndürme yağının sıcaklığının değiştirilmesi: Söndürme deformasyonunu azaltmak için aynı yağ sıcaklığını söndürmede kullanmak, şu sorunları beraberinde getirir: Yağ sıcaklığı düşük olduğunda söndürme deformasyonu hala büyüktür ve yağ sıcaklığı yüksek olduğunda, söndürme sonrası iş parçasının sertliğini sağlamak zordur. Bazı iş parçalarının şekli ve malzemesinin birleşik etkisi altında, söndürme yağının sıcaklığının artırılması deformasyonunu da artırabilir. Bu nedenle, iş parçası malzemesinin gerçek koşullarına, kesit boyutuna ve şekline göre, testi geçtikten sonra söndürme yağının sıcaklığını belirlemek çok önemlidir.
Söndürme için sıcak yağ kullanıldığında, söndürme ve soğutma sırasında oluşan yüksek yağ sıcaklığının neden olduğu yangını önlemek için, yağ deposunun yakınında gerekli yangın söndürme ekipmanları bulunmalıdır. Ayrıca, söndürme yağının kalite endeksi düzenli olarak test edilmeli ve zamanında yeni yağ ilave edilmeli veya değiştirilmelidir.
—Söndürme sıcaklığını artırın: Bu yöntem, normal söndürme sıcaklıklarında ve yağda söndürmede ısıtma ve ısıl koruma işlemlerinden sonra sertlik gereksinimlerini karşılayamayan küçük kesitli karbon çeliği iş parçaları ve biraz daha büyük alaşımlı çelik iş parçaları için uygundur. Söndürme sıcaklığı uygun şekilde artırılıp ardından yağda söndürme uygulanarak sertleştirme ve deformasyon azaltma etkisi elde edilebilir. Bu söndürme yöntemi kullanılırken, artan söndürme sıcaklığı nedeniyle tane irileşmesi, mekanik özelliklerin azalması ve iş parçasının kullanım ömrünün kısalması gibi sorunların önlenmesine dikkat edilmelidir.
—Sınıflandırma ve temperleme: Söndürme sertliği tasarım gerekliliklerini karşılayabildiğinde, söndürme deformasyonunu azaltmak amacıyla sıcak banyo ortamının sınıflandırılması ve östemperlenmesi tam olarak kullanılmalıdır. Bu yöntem, düşük sertleşebilirliğe sahip, küçük kesitli karbon yapı çelikleri ve takım çelikleri, özellikle krom içeren kalıp çelikleri ve yüksek sertleşebilirliğe sahip yüksek hız çeliği iş parçaları için de etkilidir. Sıcak banyo ortamının sınıflandırılması ve östemperlemenin soğutulması, bu tür çelikler için temel söndürme yöntemleridir. Benzer şekilde, yüksek söndürme sertliği gerektirmeyen karbon çelikleri ve düşük alaşımlı yapı çelikleri için de etkilidir.
Sıcak banyo ile susuzluğu giderirken şu hususlara dikkat edilmelidir:
Öncelikle yağ banyosunun sınıflandırma ve izotermal söndürme amacıyla kullanılması durumunda yangın oluşumunu önlemek için yağ sıcaklığının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir.
İkinci olarak, nitrat tuzu ile söndürme yapılırken, nitrat tuzu tankı gerekli cihazlar ve su soğutma cihazları ile donatılmalıdır. Diğer önlemler için lütfen ilgili bilgilere bakın ve burada tekrar etmeyeceğiz.
Üçüncüsü, izotermal söndürme sırasında izotermal sıcaklık sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Yüksek veya düşük sıcaklık, söndürme deformasyonunu azaltmaya yardımcı olmaz. Ayrıca, östemperleme sırasında, iş parçasının ağırlığının neden olduğu deformasyonu önlemek için iş parçasının asılma yöntemi seçilmelidir.
Dördüncüsü, iş parçasının şeklini sıcakken düzeltmek için izotermal veya kademeli söndürme kullanıldığında, takım ve fikstürler tam donanımlı olmalı ve işlem sırasında hızlı hareket edilmelidir. İş parçasının söndürme kalitesi üzerinde olumsuz etkilere yol açmamalıdır.
Soğutma İşlemi: Soğutma işlemi sırasındaki ustalıklı çalışma, özellikle su veya yağ söndürme ortamları kullanıldığında, söndürme deformasyonu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
-Söndürme Ortamı Girişinin Doğru Yönü: Genellikle, simetrik olarak dengelenmiş veya uzunlamasına çubuk benzeri iş parçaları ortama dikey olarak soğutulmalıdır. Asimetrik parçalar açılı olarak soğutulabilir. Doğru yöntem, tüm parçalarda homojen bir soğutma sağlamayı, daha yavaş soğuyan alanların ortama önce girmesini, ardından daha hızlı soğuyan bölümlerin girmesini sağlamayı amaçlar. İş parçasının şeklinin ve soğuma hızı üzerindeki etkisinin dikkate alınması pratikte hayati önem taşır.
-Söndürme Ortamında İş Parçalarının Hareketi: Yavaş soğuyan parçalar, söndürme ortamına bakmalıdır. Simetrik şekilli iş parçaları, ortamda dengeli ve düzgün bir yol izlemeli, küçük bir genlik ve hızlı bir hareket sağlamalıdır. İnce ve uzun iş parçaları için söndürme sırasında stabilite çok önemlidir. Sallanmaktan kaçının ve daha iyi kontrol için tel bağlama yerine kelepçe kullanmayı düşünün.
-Söndürme Hızı: İş parçaları hızlı bir şekilde söndürülmelidir. Özellikle ince, çubuk benzeri iş parçalarında, daha yavaş söndürme hızları, bükülme deformasyonunun artmasına ve farklı zamanlarda söndürülen kesitler arasında deformasyon farklılıklarına yol açabilir.
-Kontrollü Soğutma: Kesit boyutlarında önemli farklılıklar olan iş parçaları için, daha hızlı soğuyan bölümleri asbest halat veya metal sac gibi malzemelerle koruyarak soğuma hızlarını düşürün ve homojen bir soğutma elde edin.
-Suda Soğuma Süresi: Esas olarak yapısal stres nedeniyle deformasyona uğrayan iş parçaları için, sudaki soğuma sürelerini kısaltın. Esas olarak termal stres nedeniyle deformasyona uğrayan iş parçaları için, söndürme deformasyonunu azaltmak amacıyla sudaki soğuma sürelerini uzatın.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderim zamanı: 21 Şubat 2024
