Роль термической обработки алюминия заключается в улучшении механических свойств материалов, устранении остаточных напряжений и улучшении обрабатываемости металлов. В зависимости от целей термообработки процессы можно разделить на две категории: предварительная термообработка и окончательная термообработка.
Целью предварительной термообработки является повышение производительности обработки, устранение внутренних напряжений и подготовка хорошей металлографической структуры к окончательной термообработке. Процесс термообработки включает отжиг, нормализацию, старение, закалку, отпуск и так далее.
1) Отжиг и нормализация
Отжиг и нормализация применяются для горячеобработанных алюминиевых заготовок. Углеродистую и легированную сталь с содержанием углерода более 0,5% часто отжигают, чтобы уменьшить их твердость и облегчить резку; Углеродистая сталь и легированная сталь с содержанием углерода менее 0,5% используются во избежание прилипания к ножу при слишком низкой твердости. И используйте нормализующее лечение. Отжиг и нормализация позволяют улучшить зерно и однородную структуру, а также подготовиться к последующей термообработке. Отжиг и нормализацию обычно проводят после изготовления заготовки и перед черновой обработкой.
2) Лечение старения
Обработка старением в основном используется для устранения внутреннего напряжения, возникающего при изготовлении и механической обработке заготовок.
Чтобы избежать чрезмерной нагрузки при транспортировке, для деталей общей точности достаточно провести одну обработку старением перед чистовой отделкой. Однако для деталей с высокими требованиями к точности, таких как корпус координатно-расточного станка и т. д., следует провести две или несколько процедур старения. Простые детали обычно не требуют обработки старением.
Помимо литья, для некоторых прецизионных деталей с низкой жесткостью, таких как прецизионные винты, чтобы устранить внутреннее напряжение, возникающее во время обработки, и стабилизировать точность обработки деталей, между черновой обработкой и получистовой обработкой часто проводят многократную обработку старением. Для некоторых деталей вала после процесса правки также следует провести обработку старением.
3) Закалка и отпуск
Закалка и отпуск относятся к высокотемпературному отпуску после закалки. С его помощью можно получить однородную и отпущенную структуру сорбита, которая является подготовкой к уменьшению деформации при закалке поверхности и азотировании. Поэтому закалку и отпуск можно также использовать в качестве предварительной термообработки.
Благодаря лучшим механическим свойствам деталей закалки и отпуска его также можно использовать в качестве процесса окончательной термообработки для некоторых деталей, не требующих высокой твердости и износостойкости.
Целью окончательной термообработки является улучшение механических свойств, таких как твердость, износостойкость и прочность. Процесс термообработки включает закалку, цементацию и закалку, а также азотирование.
1) Закалка
Закалку разделяют на поверхностную и общую закалку. Среди них широко используется поверхностная закалка из-за ее небольшой деформации, окисления и обезуглероживания, а поверхностная закалка также имеет преимущества высокой внешней прочности и хорошей износостойкости, сохраняя при этом хорошую внутреннюю вязкость и высокую ударопрочность. Чтобы улучшить механические свойства закаленных деталей, в качестве предварительной термообработки часто требуется термическая обработка, такая как закалка и отпуск или нормализация. Общий технологический маршрут: вырубка, ковка, нормализация, отжиг, черновая обработка, закалка и отпуск, получистовая обработка, закалка поверхности, чистовая обработка.
2) Науглероживание и закалка
Целью цементации и закалки является сначала увеличение содержания углерода в поверхностном слое детали, а после закалки поверхностный слой приобретает высокую твердость, в то время как основная часть по-прежнему сохраняет определенную прочность, высокую вязкость и пластичность. Науглероживание делится на полное науглероживание и частичное науглероживание. При частичной цементации следует принять меры против просачивания для нецементированных деталей. Поскольку цементация и закалка вызвали большую деформацию, а глубина цементации обычно составляет от 0,5 до 2 мм, процесс цементации обычно проводится между получистовой и чистовой отделкой.
Обычно технологический маршрут: вырубка, ковка, нормализация, черновая обработка, получистовая обработка, цементация и закалка, чистовая обработка. Когда ненауглероженная часть науглероженной и закалочной части принимает технологический план удаления избыточного науглероженного слоя после увеличения запаса, процесс удаления избыточного науглероженного слоя должен быть организован после науглероживания и закалки, перед закалкой.
3) Азотирование.
Азотирование — это процесс внедрения атомов азота в поверхность металла с целью получения слоя азотсодержащих соединений. Слой азотирования позволяет улучшить твердость, износостойкость, усталостную прочность и коррозионную стойкость поверхности детали. Поскольку температура обработки азотированием низкая, деформация небольшая, а слой азотирования тонкий, обычно не более 0,6–0,7 мм, процесс азотирования следует проводить как можно позже. Чтобы уменьшить деформацию во время азотирования, обычно требуется высокотемпературный отпуск для снятия напряжений.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Alumin
Время публикации: 04 сентября 2023 г.
