Alüminyum dökümler için ısıl işlem

1. giriiş

Isıl işleme alüminyum dökümleri AS - Yasadan Dönüştürür, Değişken - Property Bileşenleri, zorlu uygulama gereksinimlerini karşılayan hassas tasarlanmış parçalara.

Sıcaklığı dikkatlice kontrol ederek, Sıyırma Zamanları, ve soğutma oranları, Döküm ve metalurjistler mekanik özellikleri uyarlayabilir,

gerilme mukavemeti gibi, sertlik, süneklik, ve yorgunluk direnci, ayrıca aşınma özelliklerini geliştirirken, işlenebilirlik, ve boyutsal istikrar.

Bu makale temelleri araştırıyor, süreçler, ve Isıl Tedavi Alüminyum Dökümlerinin En İyi Uygulamaları.

Bir profesyonel sağlamayı hedefliyoruz, yetkili, ve mühendisler için kapsamlı rehber, metalurjistler, ve performans ve maliyet için alüminyum döküm bileşenlerini optimize etmek isteyen kaliteli profesyoneller.

2. Neden Isı Tedavisi Alüminyum Dökümler?

Isıl işlemenin amacı:

• Artan gerilme mukavemeti ve sertliği
• Gelişmiş süneklik ve yorgunluk direnci
• Gelişmiş işlenebilirlik ve aşınma direnci
• Boyutsal stabilite ve kalan gerilim rahatlaması
• Servis koşulları için özel özellikler
• Tutarlılık ve kalite güvencesi

3. Yaygın alüminyum döküm alaşımları

Alüminyum döküm alaşımları tipik olarak iki ana kategoriye ayrılır:

• Kum dökümü / Kalıcı kalıp (yerçekimi dökümü) alaşımlar
• Die Döküm alaşımlar (basınçlı döküm)

Bir dört haneli sayı (Örn., A356, A319, A380) ve her ikisine de düş 2xx, 3xx, 4xx, veya 7xx Birincil alaşım elemanlarına bağlı olarak seri.

Masa: Yaygın alüminyum döküm alaşımlarına genel bakış

4. Alüminyum dökümler için ne tür ısı işlemi mevcuttur?

Alüminyum dökümler için ısıl işlem süreci, alaşım bileşimine göre değişir, döküm türü, ve istenen mekanik özellikler.

Boyutsal stabiliteyi sağlamak ve tedavi sırasında çatlamayı önlemek için özel fırınlar ve özenle kontrol edilen söndürme yöntemleri kullanılır.. Alüminyum dökümlere uygulanan yaygın ısıl işlem türleri aşağıdadır:

TF (Tamamen ısı ile işlenmiş)

TF tedavisinin amacı, alüminyum dökümlerin sertliğini ve gücünü önemli ölçüde arttırmaktır..

İşlem, dökümün yaklaşık 515-535 ° C'ye ısıtılmasını içerir. 4 ile 12 Alaşım elemanlarını sağlam bir çözüme çözmek için saatler.

Daha sonra çatlamayı önlemek için ılık suda hızla söndürülür, ardından 150-160 ° C'de yaşlanma 4 ile 16 saat.

Bu tedavi orijinal dökümün sertliğini neredeyse iki katına çıkarıyor. TF, yüksek mukavemet ve dayanıklılık gerektiğinde yaygın olarak kullanılır, yapısal bileşenlerde olduğu gibi.

Avantajı, döküm bütünlüğünü korurken mekanik özelliklerdeki önemli gelişmede yatmaktadır..

TB Durumu (T4)

Bu ısı işlemi, sünekliği ve orta gücü artırmayı amaçlamaktadır..

Alaşım elemanları sağlam bir çözüme girene kadar dökümler erime noktalarının hemen altında ısıtılır, sonra suya söndürüldü, kaynar su, veya polimer çözeltisi.

Söndürme ortamı, mekanik özellikleri dengelemek için seçilir, bozulmayı azaltmak, ve iç stresi en aza indir.

TB, iyi biçimlendirilebilirlik ve kaynaklanabilirlik gerektiren parçalar için uygundur.

Avantaj, sünekliğin ve makul gücün korunmasıdır, daha fazla üretim süreçlerini kolaylaştıran.

TB7 (Çözüm işlenmiş ve stabilize edilmiş)

Gelişmiş dövülebilirlik ile dökümler üretmek için tasarlanmıştır, Bu tedavi TF'ye benzer, ancak yaşlanma ile 240-270 ° C'lik daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleştirildi 2 ile 4 saat.

Bu, TF'ye kıyasla biraz daha yumuşak dökümlerle sonuçlanır, Biraz esnekliğin gerekli olduğu uygulamalarda çalışmak için onları kolaylaştırır.

Daha iyi termal stabilite ve tokluk gerektiren bileşenlerde kullanılır.

. (Yaş sertleştirme)

TE Isıl işlemi, dökümleri 150-170 ° C'ye ısıtarak doğal yaşlanma işlemini hızlandırır. 4 ile 12 Herhangi bir söndürmeden saatler.

Bu, özellikle hızlı soğutma nedeniyle hasar görebilecek karmaşık veya ince özellikli dökümler için yararlıdır..

Süreç, bozulmayı riske atmadan sertliği ve stabiliteyi artırır. TE, şekil tutmanın kritik olduğu hassas parçalar için tercih edilir.

T5 (Yağış yaşlanması)

Bu yapay yaşlanma süreci, dökümleri nispeten düşük sıcaklıklarda ısıtarak stabilize eder (150–200 ° C) için 2 ile 24 saat.

T5, işlenebilirliği ve boyutsal stabiliteyi iyileştirir ve tipik olarak kontrollü sertlik ve yüzey kaplamasının önemli olduğu kalıp dökümlerine uygulanır.

Avantaj, döküm üzerinde minimum termal etkiye sahip geliştirilmiş mekanik özelliklerdir.

T6 Temper

T6 tedavisi yüksek mukavemet ve sertlik elde etmek için kullanılır.

Döküm, yaklaşık 538 ° C'de çözeltidir 12 saat, 66-100 ° C'de su veya glikol içinde hızla söndürüldü, sonra yapay olarak 154 ° C'de 3 ile 5 saat.

Sıklıkla, Boyutsal doğruluğu sağlamak için bir düzleştirme adımı söndürmeyi izler.

T6 havacılıkta yaygın olarak uygulanır, otomotiv, ve mükemmel mekanik performansa ihtiyaç duyan yapısal parçalar için savunma endüstrileri.

Ana avantajı, yük altındaki deformasyonu en aza indirirken gücü en üst düzeye çıkarmaktır.

TF7 (T7 veya T71 - Çözelti ile işlenmiş ve stabilize edilmiş)

Bu tedavi, dökümleri çözerek ve bunları 200-250 ° C'de stabilize ederek yüksek sıcaklık mekanik stabilitesini arttırır.

T6'dan biraz daha düşük gerilme ve akma mukavemeti sunarken, TF7 termal direnci ve boyutsal stabiliteyi geliştirir.

Yüksek sıcaklıklara veya uzun süreli strese maruz kalan bileşenler için idealdir.

Stres giderme ve tavlama (TS durumu)

Stres Rölyefi Isıl İşlem, 200-250 ° C'de gerçekleştirildi, Çarpma veya çatlamaya neden olabilecek artık stresleri azaltır.

Tavlama, 300-400 ° C'de yapıldı, Daha kolay işleme veya şekillendirme için dökümleri yumuşatır.

Bu tedaviler tipik olarak daha fazla mekanik işlem gerektiren kalın veya karmaşık dökümler için kullanılır.. Avantajları iyileştirilmiş boyutsal stabilite ve gelişmiş işlenebilir.

Polimer söndürme

Su yerine, Polimer çözeltileri, dökümleri daha yavaş bir oranda söndürmek için kullanılır.

Bu, iç gerilmeleri ve bozulmayı azaltır, Daha az sertlik ancak yüksek boyutlu doğruluk gerektiren karmaşık veya ince duvarlı dökümler için uygun hale getirmek.

Polimer söndürme, hassas geometrileri korumak için daha yumuşak bir soğutma yöntemi sunar.

Alüminyum döküm tablosu için yaygın ısı işlem türleri

5. Alaşıma özgü ısı işlem tarifleri

A356/356.0: Standart T6 işlemi

• Çözümleme: 540–560 ° C, 6 H (25 mm bölümü).
• Söndürme: su (~ 20 ° C) Hafif ajitasyon ile.
• Yaşlanma (T6): 160–165 ° C, 6 H; Hava Soğutma.
• İsteğe bağlı T7: 180 ° C, 10 H; Hava Soğutma.

A380/A383: T4 ve T5 uygulamaları

• T4 (Doğal yaşlanma): 505-525 ° C'den söndürme; 18-24 saat tutun; sınırlı güç (~ UTS 200 MPa) iyi süneklikle (4–6).
• T5: Doğrudan yapay yaşlanma 160 4-6 saat boyunca ° C; Sonuçlar ~ UTS 210-230 MPa, Uzatma% 3-4.

319/319.0: HPDC için SHT ve Yaşlanma

• Sht: 5054-6 saat için –525 ° C (10–20 mm bölümler).
• Söndürme: Polimer (10% Pag) bozulmayı azaltmak için.
• Yaş (T6): 1608-10 saat boyunca –170 ° C; UTS ~ 260 MPa verimleri, uzama ~% 4-5.

A413: Yüksek mukavemetli dökümler

• Sht: 5408-10 saat boyunca –560 ° C (kalın bölümler 50-100 mm).
• Söndürme: su + korozyon inhibitörü; hedeflemek 400 ° C/s Soğutma.
• Yaş (T6): 160–170 ° C, 10 H; UTS ~ 270-310 MPa, uzama ~% 3-4.
• Fazla (T7): 180–200 ° C, 10–12 saat; UTS ~ 260-290 MPa, uzama ~% 5-6.

6061 (Döküm varyantlar) ve uzmanlık alaşımları

• 6061‐St SHT: 5304-6 saat için –550 ° C (12–25 mm bölümler).
• Söndürme: Su veya polimer (Her ikisi de orta derecede bozulma için kabul edilebilir).
• Yaş (T6): 160 ° C, 8 H; Verim ~ UTS 240-270 MPa, uzama ~% 8-10.
• 6063-Döküm: Benzer, T5 genellikle UTS 165-200 MPa için yeterli ancak T6 UTS ~ 210 MPa verir.

6. Mekanik özellik korelasyonları

Gerilme mukavemeti, Verim gücü, ve tedavi sonrası uzama

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

Sertlik Isı işlem aşamalarında değişim

• A356: Ara ~ 70 Hb; sht ~ 60 hb'den sonra; T6 ~ 80-85 HB; T7 ~ 75-80 HB.
• 319: Ara ~ 75 Hb; T5 ~ 85 HB; T6 ~ 90-95 HB.
• A413: Ara ~ 80 Hb; T6 ~ 95-105 HB; T7 ~ 90–100 HB.

Yorgunluk performansı ve çatlak büyüme oranları

• A356 T6: Dayanıklılık sınırı ~ 70 MPa; T0 ~ 50 MPa.
• 319 T6: ~ 75 MPa; Daha iyi Cu -zengin çökeltiler nedeniyle daha iyi yüksek tahtp yorgunluk direnci.
• Artık stres etkisi: Uygun stres giderme, yorgunluk ömrünü% 20-30 artırabilir.

Yüksek sıcaklıklı döküm uygulamalarında sürünme direnci

• A356 T7: Oda -sıcaklık gücünün ~% 85'ini korur 150 ° C; Motor parantezleri için kabul edilebilir.
• A413: T7, ~% 80'i koruyor 200 ° C; Sürekli yükler altında iletim muhafazaları için önerilir.

7. Alüminyum döküm uygulamaları

Otomotiv Endüstrisi

• Motor blokları (A356 T6): Gösterişli 20% Ağırlık Azaltma Vs. dökme demir; Isıl işlemi verimleri UTS ~ 260 MPa, daha yüksek silindir basınçlarının etkinleştirilmesi.
• Silindir kafaları (319 T6): T6 tedavisi, gözeneklilikle ilişkili yorgunluk arızalarını ortadan kaldırır; Hatta tekrarlanan koşular, <1% söndürme çatlağı nedeniyle hurda.

Havacılık bileşenleri

• Türbin (6061 T6): Titiz sht ve yaşlanma yoluyla, Yorgunluk hayatına ulaşmak >10⁷ Altta döngüler 200 MPA stresi; CMM Post -Treatment Run - <0.01 mm.
• İniş dişli blokları (A356 T7): İstikrar için aşırı, sürdürmek 75% güç 120 ° C; Hizmet içi çatlama yok 15,000 Değerlendirmede döngüler.

Endüstriyel makine

• Pompa gövdeleri (A413 T6): T6 UTS'yi sağlar >280 MPa, duvar kalınlığını azaltmak 20% VS. AS - YAZI TASARIMLARI; Yağlama pasajları söndürmeden sonra ± 0.05 mm içinde kalır.
• Valf gövdeleri (A380 T5): UTS ~ 220 MPa'yı elde edin, uzama ~% 4; stres rahatlaması 300 ° C ortadan kaldırılır 80% AS - Bast bozulması, işleme süresini azaltmak 30%.

Tüketici Elektroniği ve Isı Lavaboları

• Isı Lavaboları (6061 T6): Verim ~ 250 MPa ve Termal İletkenlik ~ 180 W/m · K; Yüksek güçlü LED modüllerinde optimal performans için ekstrüde ve daha sonra ısı ile tedavi edildi.
• Dizüstü bilgisayar şasi (A356 T6): T6, mekanik yükler altında yapısal sertlik sağlar; asgariarlık (<0.2 mm karşısında 200 mm) Panelin uyumu ve bitişini korur.

8. Çözüm

Isı işlemi alüminyum Dökümler “Tek Boyutlu - All” Teklif DEĞİLDİR.

Metalurjik temelleri anlayarak -, söndürme, ve Yaşlanma - Metalurjistler, belirli alaşımlar için özellikleri optimize eden döngüler tasarlayabilir (6061, 7075, 356, vesaire.) ve kısmen geometriler.

Fırın sıcaklıklarının dikkatli kontrolü yoluyla, Medya, ve yaşlanan profiller, Dökümler, havacılık ve uzay sparları için uygun yüksek performanslı bileşenlere dönüşür, deniz donanımı, otomotiv montajları, ve hassas elektronik muhafazalar.

Nihayetinde, Başarılı ısı işlemi,:

• Alaşım seçimi ve kimya
• Kesin süreç kontrolü (sıcaklık, zaman, söndürme oranı)
• Tedavi sonrası denetim (NDT, mekanik test, Boyutlu Kontroller)
• Uygulamaya dayanan öfke seçenekleri (Güç için T6, Kararlılık için T7, Stres giderme için TS)

Bu ilkelere uyarak ve gelişmiş fırın teknolojisi ve metroolojilerden yararlanarak, İmalatçılar, alüminyum dökümlerin sadece mekanik olarak değil, aynı zamanda, dayanıklılık, ve modern endüstrilerin güvenilirlik standartları.