1. Introduzzjoni
It-trattament tas-sħana jittrasforma l-ikkastjar tal-aluminju minn kif fondut, komponenti ta' proprjetà varjabbli f'partijiet maħdumin b'mod preċiż li jissodisfaw ir-rekwiżiti eżiġenti tal-applikazzjoni.
Billi tikkontrolla bir-reqqa t-temperatura, jixxarrab iż-żminijiet, u r-rati tat-tkessiħ, funderiji u metallurgists jistgħu jfasslu proprjetajiet mekkaniċi,
bħal saħħa tat-tensjoni, ebusija, duttilità, u reżistenza għall-għeja, filwaqt li ttejjeb ukoll il-karatteristiċi tal-ilbies, makkinabilità, u stabbiltà dimensjonali.
Dan l-artikolu jidħol fil-prinċipji fundamentali, proċessi, u l-aħjar prattiki tat-trattament tas-sħana tal-ikkastjar tal-aluminju.
Aħna nimmiraw li nipprovdu professjonist, awtorevoli, u gwida komprensiva għall-inġiniera, Metallurgisti, u professjonisti ta 'kwalità li jfittxu li jottimizzaw il-komponenti tal-aluminju fondut għall-prestazzjoni u l-ispiża.
2. Għaliex ittratta bis-sħana Castings tal-Aluminju?
L-għan tat-trattament tas-sħana huwa li:
- Żieda fil-qawwa tat-tensjoni u l-ebusija
- Duttilità Mtejba u Reżistenza għall-Għeja
- Makkinabilità Mtejba u Reżistenza għall-Ilbes
- Stabbiltà Dimensjonali u Reżidju ta' Stress Residwu
- Proprjetajiet imfassla għall-Kundizzjonijiet tas-Servizz
- Konsistenza u Assigurazzjoni tal-Kwalità
3. Ligi Komuni tal-Ikkastjar tal-Aluminju
Ligi tal-ikkastjar tal-aluminju huma tipikament maqsuma f'żewġ kategoriji ewlenin:
- Ikkastjar tar-ramel / Moffa permanenti (mitfugħa tal-gravità) ligi
- Die Casting ligi (pressjoni mitfugħa)
Huma nominati minn a numru b'erba' figuri (E.g., A356, A319, A380) u jaqgħu jew fil- 2xx, 3xx, 4xx, jew 7xx serje skond l-elementi primarji tal-liga.
Tabella: Ħarsa ġenerali tal-Ligi Komuni tal-Ikkastjar tal-Aluminju
| Liga | Elementi tal-liga primarja | Proċess ta 'ikkastjar | Propjetajiet ewlenin | Applikazzjonijiet tipiċi |
|---|---|---|---|---|
| A356 | Silikon, Manjesju | Ramel / Moffa permanenti | Saħħa għolja, Reżistenza tajba għall-korrużjoni, weldable | Aerospazjali, Roti tal-Karozzi, Partijiet tal-Baħar |
| A319 | Silikon, Ram | Ramel / Moffa permanenti | Makkinabilità tajba, saħħa moderata, kastabbiltà tajba | Blokki tal-magna, twaġen taż-żejt, każijiet ta 'trasmissjoni |
| A206 | Ram | Moffa permanenti | Qawwa għolja ħafna, duttilità baxxa, trattabbli tas-sħana | Fittings ta' l-ajruplani, partijiet strutturali |
| A380 | Silikon, Ram, Ħadid | Pressjoni Għolja Die Cast | Kastabbiltà eċċellenti, saħħa tajba, spiża baxxa | Housings, parentesi, Elettronika għall-konsumatur |
| ADC12 | Silikon, Ram, Ħadid | Pressjoni Għolja Die Cast | Fluwidità tajba, Reżistenza għall-ilbies, Stabbiltà dimensjonali | Automotive, elettronika, apparat żgħir |
| Alsi9cu3 | Silikon, Ram | Pressjoni Għolja Die Cast | Ekwivalenti fl-UE ta' A380; versatili u użati b'mod komuni | Housings tal-karozzi tal-gearbox, għata tal-magni |
| 443.0 | Silikon, Manjesju | Ramel / Moffa permanenti | Reżistenza għolja għall-korrużjoni, saħħa moderata | Applikazzjonijiet tal-Baħar, pompi, valvi |
| 535.0 | Manjesju | Ramel / Moffa permanenti | Reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni, weldable | Ħardwer tal-baħar, Komponenti arkitettoniċi |
4. Liema Tipi ta 'Trattament tas-Sħana Huma Disponibbli għall-Ikkastjar tal-Aluminju?
Il-proċess tat-trattament tas-sħana għall-ikkastjar tal-aluminju jvarja skont il-kompożizzjoni tal-liga, tip ta 'ikkastjar, u proprjetajiet mekkaniċi mixtieqa.
Fran speċjalizzati u metodi ta’ tkessiħ ikkontrollati bir-reqqa huma impjegati biex jiżguraw stabbiltà dimensjonali u jipprevjenu l-qsim waqt it-trattament. Hawn taħt hemm tipi komuni ta 'trattament tas-sħana applikati għall-ikkastjar tal-aluminju:
TF (Ittrattat bis-sħana bis-sħiħ)
L-iskop tat-trattament TF huwa li żżid b'mod sinifikanti l-ebusija u s-saħħa tal-ikkastjar tal-aluminju.
Il-proċess jinvolvi t-tisħin tal-ikkastjar għal madwar 515–535°C għal 4 biex 12 sigħat biex jinħall l-elementi tal-liga f'soluzzjoni solida.
Imbagħad jitfi malajr f'ilma sħun biex jipprevjeni l-qsim, segwit minn tixjiħ f'150–160°C għal 4 biex 16 sigħat.
Dan it-trattament kważi jirdoppja l-ebusija tal-ikkastjar oriġinali. TF huwa komunement użat meta saħħa għolja u durabilità huma meħtieġa, bħal fil-komponenti strutturali.
Il-vantaġġ tiegħu jinsab fit-titjib sostanzjali fil-proprjetajiet mekkaniċi filwaqt li żżomm l-integrità tal-ikkastjar.
Kundizzjoni tat-TB (T4)
Dan it-trattament bis-sħana għandu l-għan li jtejjeb id-duttilità u s-saħħa moderata.
Ikkastjar jissaħħan eżatt taħt il-punt tat-tidwib tagħhom sakemm l-elementi tal-liga jidħlu f'soluzzjoni solida, imbagħad imkessaħ fl-ilma, ilma jagħli, jew soluzzjoni polimeru.
Il-mezz tat-tifi huwa magħżul biex jibbilanċja l-proprjetajiet mekkaniċi, tnaqqas id-distorsjoni, u jimminimizzaw l-istress intern.
It-TB huwa adattat għal partijiet li jeħtieġu formabbiltà u weldjabbiltà tajba.
Il-vantaġġ huwa l-preservazzjoni tad-duttilità u s-saħħa raġonevoli, li jiffaċilita aktar proċessi ta’ manifattura.
TB7 (Soluzzjoni Ttrattata u Stabbilizzata)
Iddisinjat biex jipproduċi kkastjar b'malleabbiltà mtejba, dan it-trattament huwa simili għal TF iżda bi tixjiħ imwettaq f'temperatura ogħla ta '240-270 ° C għal 2 biex 4 sigħat.
Dan jirriżulta fi kkastjar kemmxejn aktar artab meta mqabbel ma 'TF, jagħmluhom aktar faċli biex jaħdmu magħhom f'applikazzjonijiet fejn tkun meħtieġa xi flessibbiltà.
Jintuża f'komponenti li jeħtieġu stabbiltà termali u toughness aħjar.
IL (Twebbis tal-età)
It-trattament tas-sħana TE jaċċellera l-proċess ta 'tixjiħ naturali billi jsaħħan ikkastjar għal 150-170 ° C għal 4 biex 12 sigħat mingħajr ebda tifi.
Dan huwa partikolarment utli għal ikkastjar kkomplikat jew dehru fin li jistgħu jiġu mħassra minn tkessiħ rapidu.
Il-proċess itejjeb l-ebusija u l-istabbiltà mingħajr ma jirriskja d-distorsjoni. TE huwa preferut għal partijiet delikati fejn iż-żamma tal-forma hija kritika.
T5 (Preċipitazzjoni Tixjiħ)
Dan il-proċess ta 'tixjiħ artifiċjali jistabbilizza l-ikkastjar billi jsaħħanhom f'temperaturi relattivament baxxi (150–200 ° C.) għal 2 biex 24 sigħat.
T5 itejjeb il-makkinarju u l-istabbiltà dimensjonali u huwa tipikament applikat għal ikkastjar die fejn l-ebusija kkontrollata u l-finitura tal-wiċċ huma importanti.
Il-vantaġġ huwa proprjetajiet mekkaniċi mtejba b'impatt termali minimu fuq l-ikkastjar.
T6 Temper
It-trattament T6 jintuża biex tinkiseb saħħa u ebusija għolja.
L-ikkastjar huwa soluzzjoni trattat f'madwar 538 ° C għal madwar 12 sigħat, jitfi malajr fl-ilma jew glikol f'66-100°C, imbagħad artifiċjalment età f'154°C għal 3 biex 5 sigħat.
Spiss, pass ta 'drittar isegwi t-tifi biex tiġi żgurata l-eżattezza dimensjonali.
T6 huwa applikat b'mod wiesa 'fl-ajruspazju, tal-karozzi, u industriji tad-difiża għal partijiet strutturali li jeħtieġu prestazzjoni mekkanika eċċellenti.
Il-vantaġġ ewlieni tiegħu huwa li timmassimizza s-saħħa filwaqt li timminimizza d-deformazzjoni taħt tagħbija.
TF7 (T7 jew T71 - Soluzzjoni Ttrattata u Stabbilizzata)
Dan it-trattament itejjeb l-istabbiltà mekkanika f'temperatura għolja billi soluzzjoni tittratta l-ikkastjar u tistabbilizzahom f'200–250°C.
Filwaqt li joffri saħħa ta 'tensjoni u rendiment kemmxejn aktar baxxa minn T6, TF7 itejjeb ir-reżistenza termali u l-istabbiltà dimensjonali.
Huwa ideali għal komponenti esposti għal temperaturi elevati jew stress fit-tul.
Stress Relief u Ittemprar (Kundizzjoni TS)
Trattament tas-sħana ta 'ħelsien mill-istress, imwettaq f'200-250°C, inaqqas l-istress residwu li jista 'jikkawża tgħawwiġ jew qsim.
Ttremprar, isir f'300–400°C, itaffi l-ikkastjar għal magni jew iffurmar aktar faċli.
Dawn it-trattamenti huma tipikament użati għal ikkastjar oħxon jew kumpless li jeħtieġu aktar operazzjonijiet mekkaniċi. Il-vantaġġ tagħhom huwa stabbiltà dimensjonali mtejba u ħidma mtejba.
It-tifi tal-polimeru
Minflok l-ilma, Is-soluzzjonijiet tal-polimer huma wżati biex jaqtgħu l-ikkastjar b'rata aktar bil-mod.
Dan inaqqas l-istress intern u d-distorsjoni, jagħmilha adattata għal ikkastjar kumpless jew b'ħitan irqaq li jeħtieġu inqas ebusija iżda preċiżjoni dimensjonali għolja.
It-tifi tal-polimeru joffri metodu ta 'tkessiħ aktar ġentili biex jipproteġi ġeometriji delikati.
Tipi ta' Trattament tas-Sħana Komuni għal Tabella tal-Ikkastjar tal-Aluminju
| Trattament tas-sħana | Skop | Proċess | Applikazzjoni | Vantaġġi |
|---|---|---|---|---|
| T6 (Soluzzjoni + Tixjiħ artifiċjali) | Timmassimizza s-saħħa u l-ebusija | Trattament tas-sħana tas-soluzzjoni (~ 530°C) → Tkessiħ rapidu → Tixjiħ artifiċjali f'150–180°C | Partijiet tal-karozzi, strutturi aerospazjali, kkastjar industrijali ta 'qawwa għolja | Propjetajiet mekkaniċi eċċellenti, saħħa għolja, Reżistenza tajba għall-korrużjoni |
| T5 (Tixjiħ dirett) | Ebusija ta 'malajr bi prezz baxx | Mitfugħa u mbagħad imqaddem b'mod artifiċjali f'160–200 ° C mingħajr trattament ta 'soluzzjoni | Die castings (E.g., A380, ADC12) | Ekonomiku, proċess sempliċi, itejjeb l-ebusija tal-wiċċ |
T4 (Tixjiħ naturali) |
Żomm duttilità u saħħa moderata | Trattament bis-sħana tas-soluzzjoni → Tkessiħ → Tixjiħ naturali f'temperatura tal-kamra għal 96+ sigħat | Partijiet iwweldjati jew iffurmati | Duttilità tajba, addattat għall-iffurmar u l-iwweldjar |
| T7 (Overaging) | Ittejjeb l-istabbiltà termali u dimensjonali | Trattament tas-soluzzjoni → Tixjiħ f'190–220 ° C għal żmien estiż | Partijiet aerospazjali b'temperatura għolja, Komponenti ta 'preċiżjoni | Reżistenza mtejba għat-tkaxkir, Stabbiltà dimensjonali |
O Temper (Ttremprar) |
Ittaffi l-istress, irattab materjal | Saħħan sa 300–400°C → Żomm għal diversi sigħat → Tkessiħ bil-mod | Ikkastjar b'ħitan ħoxnin, komponenti msewwija bil-weldjatura, Partijiet għall-magni | Makkinabilità mtejba, struttura ratba, ebusija mtejba |
| Omoġenizzazzjoni | Naqqas is-segregazzjoni, ittejjeb il-mikrostruttura | Soak twil f'~500°C għal 12–24 siegħa → Tkessiħ ikkontrollat | Lingotti kbar fonduti, billetti għall-magni | Konsistenza mtejba, proprjetajiet mekkaniċi aħjar |
| L-istress li jtaffi | Naqqas l-istress intern u warpage | Saħħan sa 250–300°C → Żomm għal diversi sigħat → Tkessiħ bl-arja | Partijiet ta 'preċiżjoni, komponenti wara l-magni jew l-iwweldjar | Ittejjeb l-istabbiltà dimensjonali, inaqqas ir-riskju tal-qsim |
5. Riċetti ta' Trattament tas-Sħana Speċifiċi għal Liga
A356/356.0: Proċess T6 Standard
- Soluzzjoni: 540–560 °C, 6 h (25 mm sezzjoni).
- Quench: Ilma (~ 20 °C) b'aġitazzjoni ħafifa.
- Tixjiħ (T6): 160–165 °C, 6 h; arja kessaħ għall-ambjent.
- Mhux obbligatorju T7: 180 ° C., 10 h; arja kessaħ.
A380/A383: Applikazzjonijiet T4 u T5
- T4 (Tixjiħ naturali): Quench minn 505–525 °C; żomm 18–24 h; saħħa limitata (~UTS 200 MPA) b'duttilità tajba (4–6%).
- T5: Tixjiħ artifiċjali dirett fi 160 °C għal 4–6 sigħat; riżultati ~UTS 210–230 MPa, titwil 3-4%.
319/319.0: SHT u Aging għal HPDC
- Sht: 505–525 °C għal 4–6 sigħat (10–Sezzjonijiet ta’ 20 mm).
- Quench: Polimeru (10% PAG) biex titnaqqas id-distorsjoni.
- Età (T6): 160–170 °C għal 8–10 sigħat; yields UTS ~260 MPa, elongation ~4–5%.
A413: Ikkastjar ta 'Qawwa Għolja
- Sht: 540–560 °C for 8–10 h (thick sections 50–100 mm).
- Quench: Ilma + corrosion inhibitor; aim for 400 °C/s cooling.
- Età (T6): 160–170 °C, 10 h; UTS ~270–310 MPa, elongation ~3–4%.
- Overage (T7): 180–200 ° C., 10–12 h; UTS ~260–290 MPa, elongation ~5–6%.
6061 (Varjanti Cast) u Ligi ta' Speċjalità
- 6061‐Cast SHT: 530–550 °C for 4–6 h (12–25 mm sections).
- Quench: Water or polymer (both acceptable for moderate distortion).
- Età (T6): 160 ° C., 8 h; yields ~UTS 240–270 MPa, elongation ~8–10%.
- 6063‐Cast: Similar SHT, T5 often sufficient for UTS 165–200 MPa but T6 yields UTS ~210 MPa.
6. Korrelazzjonijiet tal-Proprjetà Mekkanika
Qawwa tat-tensjoni, Saħħa tar-rendiment, u t-Twil ta' Wara t-Trattament
- A356 T6: UTS 240–280 MPa; YS 200–240 MPa; Elongation 6–8%.
- A380 T5: UTS 210–230 MPa; YS 160–180 MPa; Elongation 3–4%.
- 319 T6: UTS 260–280 MPa; YS 210–230 MPa; Elongation 4–5%.
- A413 T6: UTS 270–310 MPa; YS 220–260 MPa; Elongation 3–4%.
Bidliet fl-ebusija permezz ta' Stadji ta' Trattament tas-Sħana
- A356: As‐cast ~70 HB; wara SHT ~ 60 HB; T6 ~ 80–85 HB; T7 ~ 75–80 HB.
- 319: As‐cast ~75 HB; T5 ~ 85 HB; T6 ~ 90–95 HB.
- A413: As‐cast ~80 HB; T6 ~ 95–105 HB; T7 ~ 90-100 HB.
Prestazzjoni ta 'Għeja u Rati ta' Tkabbir ta 'Xquq
- A356 T6: Limitu ta 'reżistenza ~ 70 MPa; T0 ~ 50 MPa.
- 319 T6: ~ 75 MPa; reżistenza aħjar għall-għeja f'temperatura għolja minħabba preċipitati ifjen b'ħafna Cu.
- Impatt ta' Stress Residwu: Serħan tajjeb mill-istress jista 'jsaħħaħ il-ħajja tal-għeja b'20-30%.
Reżistenza għat-tkessiq f'applikazzjonijiet tal-ikkastjar f'temperatura għolja
- A356 T7 żejjed: Iżomm ~ 85% tas-saħħa tat-temperatura tal-kamra at 150 ° C.; aċċettabbli għall-parentesi tal-magna.
- A413: T7 iżomm ~ 80% at 200 ° C.; rakkomandat għal housings ta 'trasmissjoni taħt tagħbijiet sostnuti.
7. Applikazzjonijiet ta 'kkastjar ta' l-aluminju
Industrija tal-Karozzi
- Blokki tal-magna (A356 T6): Dimostrata 20% tnaqqis fil-piż vs. ħadid fondut; it-trattament bis-sħana jagħti UTS ~ 260 MPa, li jippermettu pressjonijiet ogħla taċ-ċilindru.
- Irjus taċ-ċilindru (319 T6): It-trattament T6 jelimina l-fallimenti tal-għeja relatati mal-porożità; ġirjiet ripetuti madwar linja rendiment konsistenti ma ' <1% ruttam minħabba qsim tat-tifi.
Komponenti aerospazjali
- Impellers tat-turbini (6061 T6): Permezz ta 'SHT rigoruż u tixjiħ, tikseb ħajja ta 'għeja >10⁷ ċikli taħt 200 stress MPa; It-trattament ta' wara tas-CMM jikkonferma t-tmiem <0.01 mm.
- Blokki tat-Tagħmir tal-Inżul (A356 T7): Żejjed għall-istabbiltà, iżomm 75% tas-saħħa fuq 120 ° C.; ebda qsim fis-servizz fuq 15,000 ċikli fl-evalwazzjoni.
Makkinarju Industrijali
- Housings tal-pompa (A413 T6): T6 jiżgura UTS >280 MPA, tnaqqis tal-ħxuna tal-ħajt mill 20% vs. disinji as‐cast; passaġġi tal-lubrikazzjoni jibqgħu fi ħdan ± 0.05 mm wara t-tifi.
- Korpi tal-valv (A380 T5): Ikseb UTS ~ 220 MPa, elongazzjoni ~ 4%; serħan mill-istress fuq 300 °C jelimina 80% ta’ distorsjoni as‐cast, tnaqqas il-ħin tal-magni billi 30%.
Elettronika tal-Konsumatur u Sinkijiet tas-Sħana
- Sinkijiet tas-sħana (6061 T6): Rendiment UTS ~ 250 MPa u konduttività termali ~ 180 W / m·K; estruż u mbagħad ittrattat bis-sħana għall-aħjar prestazzjoni f'moduli LED ta 'qawwa għolja.
- Chassis tal-laptop (A356 T6): T6 jiżgura ebusija strutturali taħt tagħbijiet mekkaniċi; warpage minimu (<0.2 mm madwar 200 span mm) jippreserva l-adattament u l-finitura tal-pannelli.
8. Konklużjoni
Trattament bis-sħana ta ' aluminju ikkastjar mhix proposta ta’ “one-size-fits-all”..
Billi nifhmu l-bażijiet metallurġiċi—soluzzjonilizzazzjoni, Tkessiħ, u tixjiħ-metallurgists jistgħu jiddisinjaw ċikli li jottimizzaw il-proprjetajiet għal ligi speċifiċi (6061, 7075, 356, eċċ.) u parti ġeometriji.
Permezz ta 'kontroll bir-reqqa tat-temperaturi tal-forn, quench media, u profili li qed tixjieħ, ikkastjar jittrasformaw f'komponenti ta' prestazzjoni għolja adattati għal spars aerospazjali, ħardwer tal-baħar, assemblaġġi tal-karozzi, u kompartimenti elettroniċi ta 'preċiżjoni.
Fl-aħħar mill-aħħar, trattament tas-sħana b'suċċess jiddependi fuq:
- Għażla tal-liga u l-kimika
- Kontroll preċiż tal-proċess (temperatura, ħin, rata tat-tifi)
- Spezzjoni ta' wara t-trattament (Ndt, Ittestjar mekkaniku, kontrolli dimensjonali)
- Għażliet tat-tempera mmexxija mill-applikazzjoni (T6 għas-saħħa, T7 għall-istabbiltà, TS għal serħan mill-istress)
Billi żżomm ma 'dawn il-prinċipji u tuża teknoloġija avvanzata tal-forn u metroloġiji, Il-fabbrikanti jiżguraw li l-ikkastjar tal-aluminju mhux biss jilħaq iżda jaqbeż il-mekkaniku, Durabilità, u standards ta' affidabbiltà ta' industriji moderni.
