Термічна обробка алюмінієвих і магнієвих сплавів є відповідальною операцією технологічного процесу. Мета її - змінити структуру і фізико-хімічні властивості сплавів. Режим термічної обробки вибирають залежно від сплавів і методу виготовлення з них заготовок і деталей.
Термічна обробка деталей, виготовлених з алюмінієвих сплавів, заснована на тому, що з пониженням температури розчинність багатьох елементів в твердому алюмінії зменшується. При нагріванні під загартування алюмінієві сплави неповністю кристалізуються. Якщо сплав перегрітий, в результаті чого структура вийшла з великим зерном, то такий сплав бракується. Тому термист повинен бути уважний до нагрівання деталей з алюмінієвих сплавів.
Термічна обробка деформуються алюмінієвих сплавів. Деформуються алюмінієві сплави піддають таким видам термічної обробки, як отжиг, гарт, старіння.
Відпал застосовують для заготовок з метою надання матеріалу пластичних властивостей, необхідних для виконання операцій, які пов'язані з обробкою тиском в холодному стані. Залежно від сплаву і призначення напівфабрикатів застосовують високий, низький і повний отжиг.
Високий отжиг (310-350 ° С) призначається для повного разупрочнения (зняття наклепу) матеріалу, що відбувається після холодної пластичної деформації сплавів А1, АТ, AM та ін.
Низький отжиг (150-300 ° С) також застосовують для сплавів А1, АТ, AM, але з метою підвищення пластичності при збереженні достатньої міцності, отриманої нагартовка.
Повний відпал (380-450 ° С) застосовують для напівфабрикатів, виготовлених з термічно зміцнюючих сплавів Д1, Д16, АК6 і т. Д. Щоб отримати високу пластичність і зняти зміцнення, отримане в результаті загартування і старіння.
Для зняття ефективності природного старіння і повернення матеріалу до свежезакаленному станом застосовують нагрів протягом декількох секунд або хвилин при температурі 200-250 ° С. Такий вид операції називають відпалом на повернення.
Загартування деформуються алюмінієвих сплавів, в основному дюралюмінію Д1, Д16 і Д18, складається тільки з однієї операції - нагрівання з охолодженням у воді при температурі 30- 40 ° С. Температура гарту для Д1 береться рівній 495-505 ° С, для Д16 - 490-500 ° С, для Д18 - 495-510 ° С. Витримка при нагріванні встановлюється в залежності від розмірів деталей,
Особливість дюралюмінію полягає в тому, що він проявляє підвищену сприйнятливість до старіння при кімнатній температурі. Стабілізація властивостей відбувається приблизно через чотири доби. Штучне старіння дюралюмінію несприятливо позначається на механічні властивості і корозійної стійкості.
Термічна обробка ливарних алюмінієвих сплавів. На відміну від деформуються ливарні алюмінієві сплави майже всі піддаються термічній обробці.
Для виливків зі сплавів застосовують кілька видів термічної обробки.
Види термічної обробки ливарних алюмінієвих сплавів
Вид термічної обробки
Температуру закаливающей води підвищують для запобігання гартівних тріщин у виливках, причому, чим складніше форма виливків, тим вищою береться температура води.
Термічна обробка магнієвих сплавів. Деформуються і ливарні магнієві сплави в основному піддають трьом видам термічної обробки: відпалу (Т2), загартуванню (Т4) і загартуванню з подальшим штучним старінням (Т6). Деформуємі магнієві сплави зазвичай отжигаются для рекристалізації і підвищення пластичності, а виливки з них - для зняття напружень. Режими термічної обробки магнієвих сплавів наведено в табл. 33. Витяг при загартуванню і старінні дається вище, ніж для алюмінієвих сплавів, так як фазові перетворення відбуваються дуже повільно.
Магнієві сплави схильні до окислення, тому їх нагрівають під загартування в вакуумних печах або в печах із захисною атмосферою, що складається з суміші повітря з 0,7-1,0% сірчистого газу.
Режим термічної обробки деяких магнієвих сплавів
Дефекти і брак при термічній обробці алюмінієвих і магнієвих сплавів. При термічній обробці заготовок і деталей з алюмінієвих і магнієвих сплавів можливі дефекти (незадовільні механічні властивості, нерівномірна загартування, жолоблення) і шлюб (тріщини і бульбашки).
Незадовільні механічні властивості з'являються в результаті завищення міцності заготовок в відпаленого стані і заниження їх міцності і пластичності в загартованому стані. Причинами виникнення такого дефекту можуть бути занижена температура, невелика витримка і підвищена швидкість охолодження.
Нерівномірне гарт деталей складної форми сприяє утворенню в них різних ділянок з різними механічними властивостями. Цей дефект виправляють повторної загартуванням в спеціальних пристроях.
Викривлення виникає в тих випадках, коли в процесі загартування і старіння в деталях відбуваються значні внутрішньо- кристалічні зміни, що сприяє зміні розмірів деталей. Викривлення часто спостерігається і при механічній обробці деталей, що викликається перерозподілом залишкових напружень. Для усунення такого дефекту необхідно правильно вибирати температуру нагрівання і правильно вести охолодження.
Тріщини при загартуванню утворюються при складній конфігурації деталей, їх разностенность і завищених швидкостях нагріву і охолодження. Деталі з тріщинами вважаються остаточним шлюбом. Для того щоб не з'явилися тріщини, необхідно не тільки правильно нагрівати деталі, але і ізолювати місця деталей з тонкими стінками азбестом, щоб забезпечити рівномірний прогрів всієї деталі.
Бульбашки утворюються при нагріванні листового металу в результаті появи нещільності між плакованих шаром і серцевиною листа, куди проникають повітря і пари води. Крім того, бульбашки можуть виникати через залишки бруду, мастила і т. П. Для запобігання виникнення бульбашок необхідно ретельно очищати поверхню плакованих листів і покращувати їх якість.