Aluminiumgussteile sind ein häufig verwendetes Material in der industriellen Produktion und werden häufig in Bereichen wie der Luftfahrt, der Automobilindustrie und dem Baugewerbe eingesetzt. Allerdings erfordern Gussteile aus Aluminium während des Produktionsprozesses häufig eine Wärmebehandlung. Warum also Aluminium?GießenIst eine Wärmebehandlung erforderlich?
1, Die Bedeutung der Wärmebehandlung für Aluminiumgussteile
Die metallografische Struktur einer gegossenen Aluminiumlegierung ist gröber als die einer verformten Aluminiumlegierung und unterscheidet sich daher auch während der Wärmebehandlung. Ersteres hat eine längere Isolationszeit, normalerweise mehr als 2 Stunden, während letzteres eine kürzere Isolationszeit hat, einige benötigen nur einige zehn Minuten. Da Gussteile, die durch Metallformguss, Niederdruckguss und Differenzdruckguss hergestellt werden, unter relativ hohen Abkühlraten und Drücken erstarren, ist ihre Kristallstruktur viel feiner als die von Gussteilen, die durch Gipsguss und Sandguss hergestellt werden, sodass auch die Isolationszeit ihrer Wärmebehandlung viel kürzer ist. Ein weiterer Unterschied zwischen gegossener Aluminiumlegierung und verformter Aluminiumlegierung ist die ungleichmäßige Wandstärke, komplexe Strukturformen wie unregelmäßige Querschnitte oder interne Kanäle. Um sicherzustellen, dass es während der Wärmebehandlung nicht zu Verformungen oder Rissen kommt, werden manchmal spezielle Vorrichtungen zum Schutz konstruiert, und die Temperatur des Abschreckmediums ist auch höher als die der verformten Aluminiumlegierung. Daher wird künstliches Altern im Allgemeinen verwendet, um den Wärmebehandlungszyklus zu verkürzen und die Leistung von Gussteilen zu verbessern.
Der Zweck der Wärmebehandlung beim Gießen von Aluminiumlegierungen besteht darin, die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, die Abmessungen zu stabilisieren und die Prozessleistung wie Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit zu verbessern. Da die mechanischen Eigenschaften vieler Aluminiumgusslegierungen die Anwendungsanforderungen nicht erfüllen können, mit Ausnahme der Legierungen ZL102 auf Al-Si-Basis, ZL302 auf Al-Mg-Basis und ZL401 auf Al-Zn-Basis, müssen alle anderen Aluminiumgusslegierungen einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die mechanische und andere Leistung der Gussteile weiter zu verbessern. Zu seinen spezifischen Funktionen gehören folgende Aspekte:
(1) Beseitigen Sie die inneren Spannungen, die durch eine ungleichmäßige Abkühlgeschwindigkeit während der Kristallisation und Erstarrung von Gussteilen aufgrund ungleichmäßiger Wandstärken und dicker Verbindungen verursacht werden.
(2) Erhöhen Sie die Festigkeit und Härte der Legierung, verbessern Sie die metallografische Struktur und stellen Sie sicher, dass die Legierung bestimmte Plastizitäts-, Schneid- und Schweißeigenschaften aufweist.
(3) Stabilisieren Sie die Struktur und Größe von Gussteilen und verhindern und beseitigen Sie Volumenänderungen, die durch Phasenumwandlungen bei hohen Temperaturen verursacht werden. 4) Beseitigen Sie intergranulare und zusammengesetzte Segregation, um die Struktur zu homogenisieren.
2, Kernpunkte der Wärmebehandlungsmethoden und Betriebstechniken zum Gießen von Aluminiumlegierungen
Die Wärmebehandlungsmethoden zum Gießen von Aluminiumlegierungen umfassen derzeit Glühen, Abschrecken [Lösungsbehandlung], Alterung und zyklische Behandlung, die wie folgt beschrieben werden:
(1) Glühen. Die Funktion des Glühens besteht darin, Gussspannungen und innere Spannungen zu beseitigen, die durch die mechanische Bearbeitung in Gussteilen verursacht werden, die Form und Größe der bearbeiteten Teile zu stabilisieren und einige Si-Kristalle in Al-Si-Legierungen zu sphäroidisieren, wodurch die Plastizität der Legierung verbessert wird. Der Prozess umfasst das Erhitzen des Aluminiumlegierungsgussteils auf 280–300 Grad, das Halten für 2–3 Stunden und das Abkühlen im Ofen auf Raumtemperatur. Dadurch kann sich die feste Lösung langsam zersetzen und die zweiten Partikel aggregieren, wodurch die innere Spannung des Gussteils beseitigt wird, eine stabile Größe erreicht, die Plastizität verbessert und die Verformung verringert wird. Der Statuscode der Wärmebehandlung lautet T2.
(2) Abschrecken. Das Abschrecken wird auch als Lösungsbehandlung oder schnelle Abkühlungsbehandlung bezeichnet. Der Prozess besteht darin, den Aluminiumlegierungsguss auf eine relativ hohe Temperatur zu erhitzen (normalerweise nahe dem Schmelzpunkt des Eutektikums, meist über 500 Grad), diese mehr als 2 Stunden lang zu halten und die löslichen Phasen in der Legierung vollständig aufzulösen. Anschließend wird das Gussstück in Wasser bei 60–100 Grad schnell abgeschreckt und durch die schnelle Abkühlung mit der Verfestigungsphase fixiert, die sich maximal in der Legierung auflöst, und bei Raumtemperatur gelagert.
(3) Aktualität. Der Prozess umfasst das Erhitzen abgeschreckter Aluminiumlegierungsgussteile auf eine bestimmte Temperatur, das Halten für einen bestimmten Zeitraum und das anschließende Abkühlen an der Luft auf Raumtemperatur, um die übersättigte feste Lösung zu zersetzen und die Legierungsmatrixstruktur zu stabilisieren.
Die Zeitverarbeitung kann in zwei Kategorien unterteilt werden: natürliche Zeitverarbeitung und künstliche Zeitverarbeitung. Bei der natürlichen Alterung handelt es sich um einen Prozess der verstärkten Alterung bei Raumtemperatur. Künstliche Zeiteffizienz kann in drei Typen unterteilt werden: unvollständige künstliche Zeiteffizienz, vollständige künstliche Zeiteffizienz und Langzeiteffizienz.
① Unvollständige künstliche Zeiteffizienz. Erhitzen Sie den Guss auf 150–170 Grad (niedrigere Temperatur) und halten Sie ihn 3–5 Stunden lang, um eine bessere Zugfestigkeit, gute Plastizität und Zähigkeit, jedoch mit verringerter Korrosionsbeständigkeit, zu erreichen.
② Völlig künstliche Zeiteffizienz. Erhitzen Sie den Guss auf 175–185 Grad (bei höheren Temperaturen) und halten Sie ihn 5–24 Stunden lang, um eine ausreichende Zugfestigkeit, dh höchste Härte, zu erreichen, aber die Dehnungsrate nimmt ab.
③ Zeitlimit abgelaufen. Wird auch als Stabilisierungstemperierung bezeichnet. Der Prozess umfasst das Erhitzen des Gussstücks auf 190–230 Grad und das Halten für 4–9 Stunden, um seine Festigkeit zu verringern und seine Plastizität zu verbessern, um eine bessere Spannungskorrosionsbeständigkeit zu erreichen.
