알루미늄 주물에 대한 열처리

1. 소개

열처리는 알루미늄 주물을 캐스트에서 변환합니다, 까다로운 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 정확하게 설계된 부품으로 가변적 인 구성 요소.

온도를 조심스럽게 제어하여, 시간을 담그십시오, 냉각 속도, 파운드리와 야금 학자들은 기계적 특성을 조정할 수 있습니다,

인장 강도와 같은, 경도, 연성, 그리고 피로 저항, 마모 특성을 향상시키는 동안, 가공 가능성, 및 치수 안정성.

이 기사는 기본 사항을 탐구합니다, 프로세스, 열처리 알루미늄 주물의 모범 사례.

우리는 전문가에게 제공하는 것을 목표로합니다, 권위 있는, 엔지니어에 대한 포괄적 인 가이드, 야금 학자, 성능 및 비용을 위해 알루미늄 캐스트 구성 요소를 최적화하려는 품질 전문가.

2. 가열 알루미늄 주물?

열처리의 목적은 다음과 같습니다:

• 인장 강도와 경도 증가
• 연성 및 피로 저항성 향상
• 가공 가능성과 내마모성 향상
• 치수 안정성 및 잔류 부류 릴리프
• 서비스 조건을위한 맞춤형 속성
• 일관성과 품질 보증

3. 일반적인 알루미늄 주조 합금

알루미늄 주조 합금은 일반적으로 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.:

• 모래 주조 / 영구 곰팡이 (중력 캐스트) 합금
• 다이 캐스팅 합금 (압력 캐스트)

그들은 a 네 자리 번호 (예를 들어, A356, A319, A380) 그리고 둘 중 하나에 속합니다 2더블 엑스, 3더블 엑스, 4더블 엑스, 또는 7xx 일차 합금 요소에 따라 시리즈.

테이블: 일반 알루미늄 주조 합금의 개요

4. 알루미늄 주물에 사용할 수있는 열처리 유형?

알루미늄 주조의 열처리 공정은 합금 조성에 따라 다릅니다., 주조 유형, 및 원하는 기계적 특성.

치수 안정성을 보장하고 치료 중 균열을 방지하기 위해 특수 용광로 및 신중하게 제어 된 퀀칭 방법이 사용됩니다.. 아래는 알루미늄 주물에 적용되는 일반적인 열처리 유형입니다.:

TF (완전히 열처리)

TF 처리의 목적은 알루미늄 주물의 경도와 강도를 크게 증가시키는 것입니다..

이 과정에는 주조를 약 515–535 ° C로 가열하는 것이 포함됩니다. 4 에게 12 합금 요소를 고체 용액에 용해시키는 시간.

그런 다음 따뜻한 물에 빠르게 흡연되어 균열을 방지합니다., 150–160 ° C에서 노화되었습니다 4 에게 16 시간.

이 처리는 원래 캐스팅의 경도를 거의 두 배로 늘립니다.. TF는 고강도와 내구성이 필요한 경우 일반적으로 사용됩니다., 구조 성분과 같은.

그것의 장점은 캐스팅 무결성을 유지하면서 기계적 특성의 실질적인 개선에 있습니다..

결핵 조건 (T4)

이 열처리는 연성과 중간 정도의 강도를 향상시키는 것을 목표로합니다..

합금 요소가 고체 용액에 들어갈 때까지 주조는 용융점 바로 아래로 가열됩니다., 그런 다음 물에 담긴, 끓는 물, 또는 중합체 용액.

담금질 매체는 기계적 특성의 균형을 맞추기 위해 선택됩니다, 왜곡을 줄입니다, 내부 스트레스를 최소화합니다.

결핵.

장점은 연성과 합리적인 강도의 보존입니다., 추가 제조 공정을 촉진합니다.

TB7 (해결책 처리 및 안정화)

가단성 향상된 주물을 생산하도록 설계되었습니다, 이 처리는 TF와 유사하지만 240–270 ° C의 더 높은 온도에서 노화 된 상태에서 2 에게 4 시간.

이로 인해 TF에 비해 약간 더 부드러운 주물이 발생합니다, 일부 유연성이 필요한 응용 프로그램에서 작업하기 쉽도록.

더 나은 열 안정성과 인성이 필요한 구성 요소에 사용됩니다..

그만큼 (연령 경화)

TE 열처리는 주조를 150–170 ° C로 가열하여 자연 노화 과정을 가속화합니다. 4 에게 12 켄칭없이 시간.

이것은 빠른 냉각으로 손상 될 수있는 복잡하거나 미세한 주물에 특히 유용합니다..

프로세스는 왜곡 위험없이 경도와 안정성을 향상시킵니다. 모양 유지가 중요한 섬세한 부품에 대해 TE가 선호됩니다..

T5 (강수량 노화)

이 인공 노화 과정은 비교적 저온에서 가열하여 주조를 안정화시킵니다. (150–200 ° C) ~을 위한 2 에게 24 시간.

T5는 가공성 및 치수 안정성을 향상 시키며 일반적으로 제어 된 경도 및 표면 마감이 중요한 다이 주물에 적용됩니다..

이점은 캐스팅에 대한 열 영향이 최소화되는 기계적 특성 향상입니다..

T6 성미

T6 처리는 높은 강도와 경도를 달성하는 데 사용됩니다..

주조는 약 538 ℃에서 약 538 ℃에서 처리 된 용액이다. 12 시간, 66-100 ° C에서 물이나 글리콜에서 빠르게 켄칭했습니다, 그런 다음 154 ° C에서 인위적으로 숙성되었습니다 3 에게 5 시간.

자주, 직선 단계는 차원 정확도를 보장하기 위해 담금질을 따릅니다.

T6은 항공 우주에 널리 적용됩니다, 자동차, 우수한 기계적 성능이 필요한 구조 부품을위한 방어 산업.

주요 장점은 부하에 따라 변형을 최소화하면서 강도를 최대화하는 것입니다..

TF7 (T7 또는 T71 - 용액 처리 및 안정화)

이 처리는 주조를 처리하고 200-250 ° C에서 안정화함으로써 고온 기계적 안정성을 향상시킵니다..

T6보다 약간 낮은 인장과 항복 강도를 제공하지만, TF7은 열 저항과 치수 안정성을 향상시킵니다.

높은 온도 또는 장기 스트레스에 노출 된 구성 요소에 이상적입니다..

스트레스 완화와 어닐링 (TS 조건)

스트레스 완화 열처리, 200–250 ° C에서 수행됩니다, 뒤틀림 또는 균열을 일으킬 수있는 잔류 응력을 줄입니다.

가열 냉각, 300–400 ° C에서 수행되었습니다, 더 쉬운 가공 또는 형성을 위해 주물을 부드럽게합니다.

이 처리는 일반적으로 추가적인 기계적 작업이 필요한 두껍거나 복잡한 주물에 사용됩니다.. 그들의 장점은 차원 안정성을 향상시키고 향상된 작업 성입니다.

중합체 담금질

물 대신, 폴리머 용액은 속도가 느린 속도로 주조를 흡연하는 데 사용됩니다..

이것은 내부 응력과 왜곡을 줄입니다, 경도가 적지 만 치수 정확도가 높은 복잡하거나 얇은 벽 주물에 적합합니다..

폴리머 담금질은 섬세한 형상을 보호하기위한 온화한 냉각 방법을 제공합니다..

알루미늄 주물 테이블의 일반적인 열처리 유형

5. 합금-특이 적 열처리 레시피

A356/356.0: 표준 T6 프로세스

• 솔루션: 540–560 ° C, 6 시간 (25 MM 섹션).
• 끄다: 물 (~ 20 ° C) 가벼운 동요로.
• 노화 (T6): 160–165 ° C, 6 시간; 공기 냉각 주변.
• 선택적 T7: 180 ° C, 10 시간; 공기 쿨.

A380/A383: T4 및 T5 응용 프로그램

• T4 (자연 노화): 505–525 ° C에서 Quench; 18-24 시간을 잡으십시오; 제한된 강도 (~ uts 200 MPA) 좋은 연성으로 (4–6%).
• T5: 직접 인공 노화 160 4-6 시간 동안 ° C; 결과 ~ UTS 210–230 MPa, 신장 3-4%.

319/319.0: HPDC의 SHT 및 노화

• sht: 5054-6 시간 동안 –525 ° C (10–20 mm 섹션).
• 끄다: 중합체 (10% Pag) 왜곡을 줄입니다.
• 나이 (T6): 1608-10 시간 동안 –170 ° C; UTS ~ 260 MPa를 생산합니다, 신장 ~ 4–5%.

A413: 고강도 주물

• sht: 5408-10 시간 동안 –560 ° C (두꺼운 섹션 50–100 mm).
• 끄다: 물 + 부식 억제제; 목표를 목표로합니다 400 ° C/S 냉각.
• 나이 (T6): 160–170 ° C, 10 시간; UTS ~ 270–310 MPa, 신장 ~ 3–4%.
• 과이지 (T7): 180–200 ° C, 10–12 h; UTS ~ 260–290 MPa, 신장 ~ 5–6%.

6061 (캐스트 변형) 및 특수 합금

• 6061- 캐스트 sht: 5304-6 시간 동안 –550 ° C (12–25 mm 섹션).
• 끄다: 물 또는 중합체 (둘 다 온화한 왜곡에 허용됩니다).
• 나이 (T6): 160 ° C, 8 시간; 생산량 ~ uts 240–270 MPa, 신장 ~ 8–10%.
• 6063-깁스: 비슷합니다, T5는 종종 UTS 165–200 MPa에 충분하지만 T6은 UTS ~ 210 MPA를 산출합니다..

6. 기계적 속성 상관 관계

인장 강도, 항복 강도, 치료 후 신장

• A356 T6: UTS 240–280 MPa; YS 200–240 MPa; 신장 6-8%.
• A380 T5: UTS 210–230 MPa; YS 160–180 MPA; 신장 3-4%.
• 319 T6: UTS 260–280 MPA; YS 210–230 MPa; 신장 4–5%.
• A413 T6: UTS 270–310 MPa; YS 220–260 MPa; 신장 3-4%.

경도는 열처리 단계를 통해 변합니다

• A356: 캐스트 ~ 70 HB; Sht ~ 60 HB 이후; T6 ~ 80-85 HB; T7 ~ 75–80 HB.
• 319: 캐스트 ~ 75 HB; T5 ~ 85 HB; T6 ~ 90-95 HB.
• A413: 캐스트 ~ 80 HB; T6 ~ 95-105 HB; T7 ~ 90–100 HB.

피로 성능 및 균열 성장률

• A356 T6: 지구력 한도 ~ 70 MPa; T0 ~ 50 MPa.
• 319 T6: ~ 75 MPa; 더 미세한 Cu -Rich 층으로 인한 더 높은 고혈압 피로 저항성.
• 잔류 응력 영향: 적절한 스트레스 완화는 피로 수명을 20-30%로 향상시킬 수 있습니다..

고온 캐스팅 응용 분야의 크리프 저항

• 과잉 A356 T7: 실내 온도 강도의 ~ 85%를 유지합니다 150 ° C; 엔진 브래킷에 허용됩니다.
• A413: T7은 ~ 80%를 유지합니다 200 ° C; 지속적인 하중 하에서 변속기 하우징에 권장됩니다.

7. 알루미늄 주물의 응용

자동차 산업

• 엔진 블록 (A356 T6): 시연 20% 체중 감소 대. 주철; 열처리는 UTS ~ 260 MPa를 산출합니다, 더 높은 실린더 압력을 가능하게합니다.
• 실린더 헤드 (319 T6): T6 처리는 다공성 관련 피로 실패를 제거합니다; 라인 전체의 반복 실행은 일관된 성능을 얻습니다 <1% 담금질 균열로 인해 스크랩.

항공우주 부품

• 터빈 비전자 (6061 T6): 엄격한 SHT와 노화를 통해, 피로의 삶을 달성하십시오 >10⁷주기 아래 200 MPA 스트레스; CMM 후 치료는 런아웃을 확인합니다 <0.01 mm.
• 랜딩 기어 블록 (A356 T7): 안정성을 위해 과잉, 유지하다 75% 힘의 120 ° C; 서비스 중 크랙이 없습니다 15,000 평가 사이클.

산업기계

• 펌프 하우징 (A413 T6): T6은 UTS를 보장합니다 >280 MPA, 벽 두께 감소 20% 대. 캐스트 디자인; 윤활권은 켄 칭 후 ± 0.05 mm 이내에 남아 있습니다.
• 밸브 바디 (A380 T5): UTS ~ 220 MPa를 달성합니다, 신장 ~ 4%; 스트레스 해소 300 ° C가 제거됩니다 80% 방송 왜곡, 가공 시간 감소 30%.

소비자 전자 및 방열판

• 방열판 (6061 T6): 수율 uts ~ 250 MPa 및 열전도도 ~ 180 w/m · k; 고전력 LED 모듈에서 최적의 성능을 위해 압출 및 열 처리.
• 노트북 섀시 (A356 T6): T6은 기계적 하중 하에서 구조적 강성을 보장합니다; 최소한의 warpage (<0.2 MM 200 mm 스팬) 패널 적합과 마감을 보존합니다.

8. 결론

열처리 알류미늄 캐스팅은 "일대일 단위"제안이 아닙니다.

야금 기초를 이해함으로써 - 해결, 담금질, 및 노화 - Metallurgists는 특정 합금에 대한 특성을 최적화하는주기를 설계 할 수 있습니다. (6061, 7075, 356, 등.) 그리고 부분 형상.

용광로 온도를 신중하게 제어하여, 미디어를 켄 칭합니다, 노화 프로파일, 캐스팅은 항공 우주 스파에 적합한 고성능 구성 요소로 변형됩니다, 해양 하드웨어, 자동차 조립품, 그리고 정밀 전자 인클로저.

궁극적으로, 성공적인 열처리는 다음과 같습니다:

• 합금 선택 그리고 화학
• 정확한 프로세스 제어 (온도, 시간, 담금질 속도)
• 치료 후 검사 (ndt, 기계 테스트, 치수 점검)
• 애플리케이션 제한 성질 선택 (강도를위한 T6, 안정성을위한 T7, 스트레스 완화를위한 TS)

이러한 원칙을 준수하고 고급 용광로 기술 및 계측을 활용하여, 제작자는 알루미늄 주물이 기계적으로 충족 될뿐만 아니라, 내구성, 현대 산업의 신뢰성 표준.