Cila është marrëdhënia midis procesit të trajtimit të nxehtësisë, funksionimit dhe deformimit?

Gjatë trajtimit termik të aluminit dhe lidhjeve të aluminit, hasen probleme të ndryshme, të tilla si:

-Vendosja jo e duhur e pjesës: Kjo mund të çojë në deformim të pjesës, shpesh për shkak të largimit të pamjaftueshëm të nxehtësisë nga mediumi i shuarjes me një shpejtësi mjaftueshëm të shpejtë për të arritur vetitë mekanike të dëshiruara.

-Ngrohje e shpejtë: Kjo mund të rezultojë në deformim termik; vendosja e duhur e pjesëve ndihmon në sigurimin e ngrohjes uniforme.

-Mbinxehje: Kjo mund të çojë në shkrirje të pjesshme ose shkrirje eutektike.

-Gëlqerim sipërfaqësor/oksidim në temperaturë të lartë.

-Trajtim i tepërt ose i pamjaftueshëm i plakjes, të dyja këto mund të rezultojnë në humbje të vetive mekanike.

-Luhatje në parametrat e kohës/temperaturës/shuarjes që mund të shkaktojnë devijime në vetitë mekanike dhe/ose fizike midis pjesëve dhe serive.

-Përveç kësaj, uniformiteti i dobët i temperaturës, koha e pamjaftueshme e izolimit dhe ftohja e pamjaftueshme gjatë trajtimit termik të tretësirës mund të kontribuojnë në rezultate të pamjaftueshme.

Trajtimi termik është një proces termik thelbësor në industrinë e aluminit, le të shqyrtojmë më shumë njohuri të lidhura me të.

1. Para-trajtim

Proceset e para-trajtimit që përmirësojnë strukturën dhe lehtësojnë stresin para shuarjes janë të dobishme për reduktimin e shtrembërimit. Para-trajtimi zakonisht përfshin procese si kalitja sferoidizuese dhe kalitja për lehtësimin e stresit, dhe disa gjithashtu përdorin shuarje dhe temperim ose trajtim normalizues.

Pjekja e lehtësimit të stresitGjatë përpunimit mekanik, mund të zhvillohen strese të mbetura për shkak të faktorëve si metodat e përpunimit mekanik, angazhimi i mjetit dhe shpejtësia e prerjes. Shpërndarja e pabarabartë e këtyre streseve mund të çojë në shtrembërim gjatë shuarjes. Për të zbutur këto efekte, është e nevojshme pjekje me lehtësim stresi para shuarjes. Temperatura për pjekje me lehtësim stresi është përgjithësisht 500-700°C. Kur nxehet në një mjedis ajri, përdoret një temperaturë prej 500-550°C me një kohë mbajtjeje prej 2-3 orësh për të parandaluar oksidimin dhe dekarburizimin. Shtrembërimi i pjesshëm për shkak të peshës së vetë duhet të merret në konsideratë gjatë ngarkimit, dhe procedurat e tjera janë të ngjashme me pjekjen standarde.

Trajtim paraprak i ngrohjes për përmirësimin e strukturësKjo përfshin pjekjen sferoidizuese, shuarjen dhe temperimin, trajtimin normalizues.

-Pjekja sferoidizueseThelbësore për çelikun e veglave me karbon dhe çelikun e veglave me aliazh gjatë trajtimit termik, struktura e përftuar pas kalitjes sferoidizuese ndikon ndjeshëm në tendencën e shtrembërimit gjatë shuarjes. Duke rregulluar strukturën pas kalitjes, mund të zvogëlohet shtrembërimi i rregullt gjatë shuarjes.

-Metoda të tjera para trajtimitMetoda të ndryshme mund të përdoren për të zvogëluar shtrembërimin e shuarjes, të tilla si shuarja dhe temperimi, normalizimi i trajtimit. Përzgjedhja e trajtimeve paraprake të përshtatshme si shuarja dhe temperimi, normalizimi i trajtimit bazuar në shkakun e shtrembërimit dhe materialin e pjesës mund të zvogëlojë në mënyrë efektive shtrembërimin. Megjithatë, kujdes është i nevojshëm për tensionet e mbetura dhe rritjen e fortësisë pas temperimit, veçanërisht trajtimi i shuarjes dhe temperimit mund të zvogëlojë zgjerimin gjatë shuarjes për çelikët që përmbajnë W dhe Mn, por ka pak efekt në zvogëlimin e deformimit për çelikët si GCr15.

Në prodhimin praktik, identifikimi i shkakut të shtrembërimit të shuarjes, qoftë për shkak të streseve të mbetura apo strukturës së dobët, është thelbësor për një trajtim efektiv. Për shtrembërimin e shkaktuar nga streset e mbetura duhet të kryhet kalitje për lehtësimin e stresit, ndërsa trajtimet si kalitja që ndryshojnë strukturën nuk janë të nevojshme dhe anasjelltas. Vetëm atëherë mund të arrihet qëllimi i reduktimit të shtrembërimit të shuarjes për të ulur kostot dhe për të siguruar cilësi.

2. Funksionimi i shuarjes së ngrohjes

Temperatura e shuarjesTemperatura e shuarjes ndikon ndjeshëm në shtrembërim. Ne mund ta arrijmë qëllimin e reduktimit të deformimit duke rregulluar temperaturën e shuarjes, ose leja e rezervuar e përpunimit është e njëjtë me temperaturën e shuarjes për të arritur qëllimin e reduktimit të deformimit, ose të zgjedhim dhe rezervojmë në mënyrë të arsyeshme lejën e përpunimit dhe temperaturën e shuarjes pas testeve të trajtimit termik, në mënyrë që të zvogëlojmë lejën e përpunimit pasues. Efekti i temperaturës së shuarjes në deformimin e shuarjes nuk lidhet vetëm me materialin e përdorur në copën e punës, por lidhet edhe me madhësinë dhe formën e copës së punës. Kur forma dhe madhësia e copës së punës janë shumë të ndryshme, megjithëse materiali i copës së punës është i njëjtë, tendenca e deformimit të shuarjes është mjaft e ndryshme, dhe operatori duhet t'i kushtojë vëmendje kësaj situate në prodhimin aktual.

Koha e Mbajtjes së ShuarjesPërzgjedhja e kohës së mbajtjes jo vetëm që siguron ngrohje të plotë dhe arritjen e fortësisë ose vetive mekanike të dëshiruara pas shuarjes, por gjithashtu merr në konsideratë efektin e saj në shtrembërim. Zgjatja e kohës së mbajtjes së shuarjes rrit në thelb temperaturën e shuarjes, veçanërisht e theksuar për çelikun me përmbajtje të lartë karboni dhe kromi.

Metodat e NgarkimitNëse pjesa e punës vendoset në një formë të paarsyeshme gjatë ngrohjes, kjo do të shkaktojë deformim për shkak të peshës së pjesës së punës ose deformim për shkak të nxjerrjes së ndërsjellë midis pjesëve të punës, ose deformim për shkak të ngrohjes dhe ftohjes së pabarabartë për shkak të grumbullimit të tepërt të pjesëve të punës.

Metoda e ngrohjesPër copat e punës me forma komplekse dhe trashësi të ndryshme, veçanërisht ato me elementë me përmbajtje të lartë karboni dhe aliazhesh, një proces ngrohjeje i ngadaltë dhe uniform është thelbësor. Përdorimi i ngrohjes paraprake është shpesh i nevojshëm, ndonjëherë duke kërkuar cikle të shumëfishta ngrohjeje paraprake. Për copat e punës më të mëdha që nuk trajtohen në mënyrë efektive përmes ngrohjes paraprake, përdorimi i furrës me rezistencë në kuti me ngrohje të kontrolluar mund të zvogëlojë shtrembërimin e shkaktuar nga ngrohja e shpejtë.

3. Funksionimi i ftohjes

Deformimi i shuarjes rezulton kryesisht nga procesi i ftohjes. Përzgjedhja e duhur e mediumit të shuarjes, funksionimi i aftë dhe çdo hap i procesit të ftohjes ndikojnë drejtpërdrejt në deformimin e shuarjes.

Përzgjedhja e Mjetit të ShuarjesNdërkohë që sigurohet fortësia e dëshiruar pas shuarjes, duhet të preferohen media shuarjeje më të buta për të minimizuar shtrembërimin. Rekomandohet përdorimi i mediave të ngrohta të banjës për ftohje (për të lehtësuar drejtimin ndërsa pjesa është ende e nxehtë) ose edhe ftohja me ajër. Mediat me shpejtësi ftohjeje midis ujit dhe vajit gjithashtu mund të zëvendësojnë mediat e dyfishta ujë-vaj.

—Shuarje me ftohje me ajërShuarja me ftohje me ajër është efektive për të zvogëluar deformimin e shuarjes së çelikut të shpejtë, çelikut të kromit dhe çelikut të mikrodeformimit me ftohje me ajër. Për çelikun 3Cr2W8V që nuk kërkon fortësi të lartë pas shuarjes, shuarja me ajër mund të përdoret gjithashtu për të zvogëluar deformimin duke rregulluar siç duhet temperaturën e shuarjes.

—Ftohja dhe shuarja e vajitVaji është një medium shuarës me një shpejtësi ftohjeje shumë më të ulët se uji, por për ato pjesë pune me fortësi të lartë, madhësi të vogël, formë komplekse dhe tendencë të madhe deformimi, shpejtësia e ftohjes së vajit është shumë e lartë, por për pjesët e punës me madhësi të vogël por fortësi të dobët, shpejtësia e ftohjes së vajit është e pamjaftueshme. Për të zgjidhur kontradiktat e mësipërme dhe për të shfrytëzuar plotësisht shuarjen me vaj për të zvogëluar deformimin e shuarjes së pjesëve të punës, njerëzit kanë adoptuar metoda për rregullimin e temperaturës së vajit dhe rritjen e temperaturës së shuarjes për të zgjeruar përdorimin e vajit.

—Ndryshimi i temperaturës së vajit të shuarjesPërdorimi i të njëjtës temperaturë vaji për shuarje për të zvogëluar deformimin e shuarjes ende ka problemet e mëposhtme, domethënë, kur temperatura e vajit është e ulët, deformimi i shuarjes është ende i madh, dhe kur temperatura e vajit është e lartë, është e vështirë të sigurohet që pjesa e punës pas shuarjes është e fortë. Nën efektin e kombinuar të formës dhe materialit të disa pjesëve të punës, rritja e temperaturës së vajit të shuarjes mund të rrisë gjithashtu deformimin e tij. Prandaj, është shumë e nevojshme të përcaktohet temperatura e vajit të shuarjes pas kalimit të provës sipas kushteve aktuale të materialit të pjesës së punës, madhësisë së prerjes tërthore dhe formës.

Kur përdoret vaj i nxehtë për shuarje, për të shmangur zjarrin e shkaktuar nga temperatura e lartë e vajit e shkaktuar nga shuarja dhe ftohja, pajisjet e nevojshme të shuarjes së zjarrit duhet të vendosen pranë rezervuarit të vajit. Përveç kësaj, indeksi i cilësisë së vajit të shuarjes duhet të testohet rregullisht dhe vaji i ri duhet të rimbushet ose zëvendësohet në kohë.

—Rritni temperaturën e shuarjesKjo metodë është e përshtatshme për copa pune çeliku karboni me prerje tërthore të vogël dhe copa pune çeliku të aliazhuar pak më të mëdha që nuk mund të përmbushin kërkesat e fortësisë pas ngrohjes dhe ruajtjes së nxehtësisë në temperatura normale të shuarjes dhe shuarjes me vaj. Duke rritur në mënyrë të përshtatshme temperaturën e shuarjes dhe më pas shuarjen me vaj, mund të arrihet efekti i forcimit dhe reduktimit të deformimit. Kur përdoret kjo metodë për shuarje, duhet të tregohet kujdes për të parandaluar probleme të tilla si trashësia e kokrrave, reduktimi i vetive mekanike dhe jetëgjatësia e shërbimit të copës së punës për shkak të rritjes së temperaturës së shuarjes.

—Klasifikimi dhe rregullimi i rreptëKur fortësia e shuarjes mund të përmbushë kërkesat e projektimit, klasifikimi dhe kalitja e mjedisit të nxehtë të banjës duhet të shfrytëzohen plotësisht për të arritur qëllimin e reduktimit të deformimit të shuarjes. Kjo metodë është gjithashtu efektive për çelikun strukturor të karbonit me prerje të vogël dhe çelikun e veglave me fortësi të ulët, veçanërisht çelikun me formë që përmban krom dhe pjesët e punës të çelikut me shpejtësi të lartë me fortësi të lartë. Klasifikimi i mjedisit të nxehtë të banjës dhe metoda e ftohjes së kalitjes janë metodat themelore të shuarjes për këtë lloj çeliku. Në mënyrë të ngjashme, është gjithashtu efektive për ato çelike karboni dhe çelike strukturorë me aliazh të ulët që nuk kërkojnë fortësi të lartë shuarjeje.

Kur shuhet me një banjë të nxehtë, duhet t'i kushtohet vëmendje çështjeve të mëposhtme:

Së pari, kur përdoret banja e vajit për gradimin dhe shuarjen izotermike, temperatura e vajit duhet të kontrollohet rreptësisht për të parandaluar ndodhjen e zjarrit.

Së dyti, kur bëhet shuarja me kripëra nitratesh, rezervuari i kripës së nitratit duhet të jetë i pajisur me instrumentet dhe pajisjet e nevojshme për ftohjen e ujit. Për masa të tjera paraprake, ju lutemi referojuni informacionit përkatës dhe nuk do t'i përsëris ato këtu.

Së treti, temperatura izotermike duhet të kontrollohet rreptësisht gjatë shuarjes izotermike. Temperaturat e larta ose të ulëta nuk kontribuojnë në uljen e deformimit të shuarjes. Përveç kësaj, gjatë kalitjes së ngurtësuar, metoda e varjes së copës së punës duhet të zgjidhet për të parandaluar deformimin e shkaktuar nga pesha e copës së punës.

Së katërti, kur përdoret shuarje izotermike ose e graduar për të korrigjuar formën e copës së punës ndërsa është e nxehtë, veglat dhe pajisjet duhet të jenë të pajisura plotësisht, dhe veprimi duhet të jetë i shpejtë gjatë funksionimit. Parandaloni efektet negative në cilësinë e shuarjes së copës së punës.

Funksionimi i ftohjesFunksionimi i aftë gjatë procesit të ftohjes ka një ndikim të rëndësishëm në deformimin e shuarjes, veçanërisht kur përdoren mjete shuarjeje me ujë ose vaj.

-Drejtimi i saktë i hyrjes së mediumit të shuarjesZakonisht, copat e punës të balancuara simetrikisht ose të zgjatura në formë shufre duhet të shuhen vertikalisht në medium. Pjesët asimetrike mund të shuhen në një kënd. Drejtimi i saktë synon të sigurojë ftohje uniforme në të gjitha pjesët, me zona ftohjeje më të ngadalta që hyjnë së pari në medium, të ndjekura nga seksione ftohjeje më të shpejta. Marrja në konsideratë e formës së copës së punës dhe ndikimi i saj në shpejtësinë e ftohjes është thelbësore në praktikë.

-Lëvizja e pjesëve të punës në mjedisin e shuarjesPjesët që ftohen ngadalë duhet të jenë të kthyera nga mjedisi i shuarjes. Pjesët e punës me formë simetrike duhet të ndjekin një trajektore të ekuilibruar dhe uniforme në mjedis, duke ruajtur një amplitudë të vogël dhe lëvizje të shpejtë. Për pjesët e punës të holla dhe të zgjatura, stabiliteti gjatë shuarjes është thelbësor. Shmangni lëkundjen dhe merrni në konsideratë përdorimin e kapëseve në vend të lidhjes me tela për kontroll më të mirë.

-Shpejtësia e shuarjesPjesët e punës duhet të shuhen shpejt. Veçanërisht për pjesët e holla të punës, në formë shufre, shpejtësitë më të ngadalta të shurjes mund të çojnë në rritje të deformimit të përkuljes dhe ndryshime në deformim midis seksioneve të shuar në kohë të ndryshme.

-Ftohje e kontrolluarPër pjesët e punës me ndryshime të konsiderueshme në madhësinë e prerjes tërthore, mbrojini seksionet që ftohen më shpejt me materiale si litari i azbestit ose fletët metalike për të zvogëluar shkallën e tyre të ftohjes dhe për të arritur ftohje uniforme.

-Koha e ftohjes në ujëPër pjesët e punës që përjetojnë kryesisht deformim për shkak të stresit strukturor, shkurtoni kohën e ftohjes së tyre në ujë. Për pjesët e punës që përjetojnë kryesisht deformim për shkak të stresit termik, zgjatni kohën e ftohjes së tyre në ujë për të zvogëluar deformimin e shuarjes.

Redaktuar nga May Jiang nga MAT Aluminum