|
Термическая обработка алюминиевых и магниевых сплавов является ответственной операцией технологического процесса. Цель ее - изменить структуру и физико-химические свойства сплавов. Режим термической обработки выбирают в зависимости от сплавов и метода изготовления из них заготовок и деталей. Термическая обработка деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, основана на том, что с понижением температуры растворимость многих элементов в твердом алюминии уменьшается. При нагреве под закалку алюминиевые сплавы неполностью кристаллизуются. Если сплав перегрет, в результате чего структура получилась с крупным зерном, то такой сплав бракуется. Поэтому термист должен быть внимателен к нагреву деталей из алюминиевых сплавов. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов. Деформируемые алюминиевые сплавы подвергают таким видам термической обработки, как отжиг, закалка, старение. Отжиг применяют для заготовок с целью придания материалу пластических свойств, необходимых для выполнения операций, которые связаны с обработкой давлением в холодном состоянии. В зависимости от сплава и назначения полуфабрикатов применяют высокий, низкий и полный отжиг. Высокий отжиг (310-350°С) предназначается для полного разупрочнения (снятия наклепа) материала, происходящего после холодной пластической деформации сплавов А1, АД, AM и др. Низкий отжиг (150-300°С) также применяют для сплавов А1, АД, AM, но с целью повышения пластичности при сохранении достаточной прочности, полученной нагартовкой. Полный отжиг (380-450°С) применяют для полуфабрикатов, изготовленных из термически упрочняемых сплавов Д1, Д16, АК6 и т. д., чтобы получить высокую пластичность и снять упрочнение, полученное в результате закалки и старения. Для снятия эффективности естественного старения и возвращения материала к свежезакаленному состоянию применяют нагрев в течение нескольких секунд или минут при температуре 200-250°С. Такой вид операции называют отжигом на возврат. Закалка деформируемых алюминиевых сплавов, в основном дюралюминия Д1, Д16 и Д18, состоит только из одной операции - нагрева с охлаждением в воде при температуре 30- 40°С. Температура закалки для Д1 берется равной 495-505°С, для Д16 - 490-500°С, для Д18 - 495-510°С. Выдержка при нагреве устанавливается в зависимости от размеров деталей, Особенность дюралюминия заключается в том, что он проявляет повышенную восприимчивость к старению при комнатной температуре. Стабилизация свойств происходит примерно через четверо суток. Искусственное старение дюралюминия неблагоприятно сказывается на механических свойствах и коррозийной стойкости. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов. В отличие от деформируемых литейные алюминиевые сплавы почти все подвергаются термической обработке. Для отливок из сплавов применяют несколько видов термической обработки. Виды термической обработки литейных алюминиевых сплавов | Вид термической обработки | Условное обозначение термической обработки | Назначение | | Искусственное старение без предварительной закалки | Т1 | Для улучшения обрабатываемости резанием литых деталей и повышения механической прочности | | Отжиг | Т2 | Для снятия литейных и термических напряжений, наклепа и повышения пластичности | | Закалка | Т3 | Для применения деталей в свежезакаленном состоянии | | Закалка и естественное старение | Т4 | Для повышения прочностных свойств | | Закалка и кратковременное старение | Т5 | Для получения достаточно высокой прочности и повышение пластичности | | Закалка и полное искусственное старение | Т6 | Для получения максимальных прочностных свойств | | Закалка и стабилизирующий отпуск | Т7 | Для получения достаточной прочности и стабильной структуры | | Закалка и смягчающий отпуск | Т8 | Для получения повышенной пластичности за счет снижения прочностных свойств | | Циклическая обработка (холодом и последующим нагревом) | Т9 | Для получения деталей с более устойчивым состоянием по геометрии | Наиболее типичные режимы термической обработки отливок из алюминиевых сплавов: Режимы термической обработки литейных алюминиевых сплавов | Марка сплава | Обозначение термической обработки | Закалка | Отпуск | | Температура нагрева, °С | Время выдержки, час | Среда охлаждения и ее температура, °С | Температура нагрева, °С | Время выдержки | Среда охлаждения | | АЛ1 | Т5 | 515±5 | 2-5 | Вода 20-100 | 175±10 | 3-5 | Воздух | | АЛ1 | Т7 | 515±5 | 2-5 | Вода 20-100 или воздух | 220±10 | 2-4 | | Ал4 | Т1 | - | - | - | 175±5 | 5-7 | | АЛ4 | Т6 | 535±5 | 2-6 | Вода 20-100 | 175±5 | 10-15 | | АЛ9 | Т4 | 535±5 | 2-6 | Вода 20-100 | - | - | - | | АЛ12 | Т2 | - | - | - | 290±10 | 3 | Воздух | | В300 | Т2 | - | - | - | 300±5 | 3-10 | | В300 | Т7 | Ступенчатый нагрев 500±5 525±5 | 2-5 | Вода 20-100 или масло | 300±5 | 3-10 | Температуру закаливающей воды повышают для предотвращения закалочных трещин в отливках, причем, чем сложнее форма отливок, тем более высокой берется температура воды. Термическая обработка магниевых сплавов. Деформируемые и литейные магниевые сплавы в основном подвергают трем видам термической обработки: отжигу (Т2), закалке (Т4) и закалке с последующим искусственным старением (Т6). Деформируемые магниевые сплавы обычно отжигаются для рекристаллизации и повышения пластичности, а отливки из них - для снятия напряжений. Режимы термической обработки магниевых сплавов приведены в табл. 33. Выдержка при закалке и старении дается выше, чем для алюминиевых сплавов, так как фазовые превращения происходят очень медленно. Магниевые сплавы склонны к окислению, поэтому их нагревают под закалку в вакуумных печах или в печах с защитной атмосферой, состоящей из смеси воздуха с 0,7-1,0% сернистого газа. Режим термической обработки некоторых магниевых сплавов | Марка сплава | Обозначение термической обработки | Закалка | Отпуск | | температура, °С | выдержка, час. | охлаждение | температура, °С | выдержка час. | | МА5 МЛ5 МА5 МЛ5 МА5 МЛ5 МЛ4 | Т2 Т2 Т4 Т6 Т6 Т6 Т6 | _ - 410-420 410-420 410-420 410-420 375-385 | _ - 4-12 12-16 4 12-16 10-16 | _ - Горячая вода Воздух Горячая вода Воздух » | 350-380 170-250 - - 170-180 170-180 160-190 | 3-6 3-5 - - 16-24 16 16 | Дефекты и брак при термической обработке алюминиевых и магниевых сплавов. При термической обработке заготовок и деталей из алюминиевых и магниевых сплавов возможны дефекты (неудовлетворительные механические свойства, неравномерная закалка, коробление) и брак (трещины и пузыри). Неудовлетворительные механические свойства появляются в результате завышения прочности заготовок в отожженном состоянии и занижения их прочности и пластичности в закаленном состоянии. Причинами возникновения такого дефекта могут быть заниженная температура, небольшая выдержка и повышенная скорость охлаждения. Неравномерная закалка деталей сложной формы способствует образованию в них разных участков с различными механическими свойствами. Этот дефект исправляют повторной закалкой в специальных приспособлениях. Коробление возникает в тех случаях, когда в процессе закалки и старения в деталях происходят значительные внутри-кристаллические изменения, что способствует изменению размеров деталей. Коробление часто наблюдается и при механической обработке деталей, что вызывается перераспределением остаточных напряжений. Для устранения такого дефекта необходимо правильно выбирать температуру нагрева и правильно вести охлаждение. Трещины при закалке образуются при сложной конфигурации деталей, их разностенности и завышенных скоростях нагрева и охлаждения. Детали с трещинами считаются окончательным браком. Для того чтобы не появились трещины, необходимо не только правильно нагревать детали, но и изолировать места деталей с тонкими стенками асбестом, чтобы обеспечить равномерный прогрев всей детали. Пузыри образуются при нагреве листового металла в результате появления неплотности между плакированным слоем и сердцевиной листа, куда проникают воздух и пары воды. Кроме того, пузыри могут возникать из-за остатков грязи, смазки и т. п. Для предотвращения возникновения пузырей необходимо тщательно очищать поверхность плакированных листов и улучшать их качество.
|
