Alüminyum alaşımı, mükemmel mekanik özelliklere ve korozyon direncine sahip önemli bir yapısal malzemedir. Alüminyum alaşımlarının performansını daha da iyileştirmek için genellikle ısıl işlem gerekir. Döküm alüminyum alaşımının ısıl işlemi, döküm alüminyum alaşımının belirli bir sıcaklığa ısıtılması, bir süre bu sıcaklıkta tutulması ve ardından soğutulması sürecini ifade eder.
Alüminyum alaşımlarının dökümünde ısıl işlemin başlıca amaçları şunlardır:
1. Malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek: Isıl işlem yoluyla alüminyum alaşımlarının mukavemeti, sertliği ve aşınma direnci, farklı mühendislik uygulamalarının gereksinimlerini karşılayacak şekilde iyileştirilebilir.
2. Malzemelerdeki iç gerilimin ortadan kaldırılması: Alüminyum alaşımlarının döküm işlemi sırasında, yavaş soğuma hızı nedeniyle
3. Malzemelerin korozyon direncini artırın: Alüminyum alaşımları ısıl işlem sırasında yoğun bir oksit filmi oluşturacaktır, bu da malzemelerin korozyon direncini etkili bir şekilde artırabilir ve hizmet ömürlerini uzatabilir.
Alüminyum alaşımlarının dökümünde ısıl işlem süreci genellikle aşağıdaki adımları içerir:
1. Isıtma: Döküm alüminyum alaşımlı parçaları, istenilen ısıl işlem sıcaklığına ulaşmak için ısıtmak üzere fırına yerleştirin. Isıtma sıcaklığı ve süresinin seçimi, alüminyum alaşımının bileşimine ve gerekli özelliklere bağlıdır.
2. Yalıtım: İstenilen sıcaklığa ısıtıldıktan sonra, alüminyum alaşımının iç yapısının düzgün bir termal denge durumuna ulaşması için bir süre muhafaza edin. Yalıtım süresinin uzunluğu da ısıl işlem etkisini etkileyen önemli faktörlerden biridir.
3. Soğutma: Belirli gereksinimlere göre uygun soğutma yöntemini seçin. Yaygın olarak kullanılan soğutma yöntemleri arasında su söndürme, yağ söndürme ve doğal soğutma bulunur. Farklı soğutma yöntemlerinin alüminyum alaşımlarının performansı üzerinde farklı etkileri vardır.
Isıl işlemin dört ana süreci:
1. Tavlama işlemi: Alüminyum alaşımlı dökümleri nispeten yüksek bir sıcaklığa, genellikle yaklaşık 300 dereceye kadar ısıtma, belirli bir süre tutma ve ardından fırında oda sıcaklığına soğutma işlemine tavlama denir. Tavlama işlemi sırasında katı çözelti ayrışır ve ikinci faz parçacıkları bir araya gelerek dökümün iç gerilimini ortadan kaldırabilir, döküm boyutunu sabitleyebilir, deformasyonu azaltabilir ve dökümün plastisitesini artırabilir.
2. Çözelti işlemi: Dökümü ötektiğin erime noktasına yakın olabilecek en yüksek sıcaklığa ısıtmak, bu sıcaklıkta yeterli bir süre tutmak ve ardından güçlendirme bileşenlerinin çözünmesini en üst düzeye çıkarmak için hızla soğutmak. Bu yüksek sıcaklık durumu sabitlenir ve oda sıcaklığında saklanır ve bu işleme çözelti işlemi denir. Katı çözelti işlemi dökümlerin mukavemetini ve plastisitesini iyileştirebilir ve alaşımların korozyon direncini artırabilir.
3. Yaşlandırma işlemi: Katı çözeltiyle işlenmiş dökümün belirli bir sıcaklığa ısıtılması, belirli bir süre tutulması, ardından fırından çıkarılması ve havada yavaşça oda sıcaklığına soğutulması işlemine yaşlandırma denir. Yaşlandırma güçlendirmesi oda sıcaklığında yapılırsa buna doğal yaşlandırma denir; yaşlandırma güçlendirmesi oda sıcaklığının üzerinde yapılırsa ve bir süre tutulursa buna yapay yaşlandırma denir. Yaşlandırma işlemi, alaşım matrisinin kafesini nispeten kararlı bir duruma geri döndüren aşırı doymuş katı çözelti ayrışmasının kendiliğinden gerçekleşen bir işlemidir.
4. Soğuk ve sıcak çevrim işlemi: Soğuk ve sıcak çevrim işlemine tabi tutulmuş dökümler, çoklu ısıtma ve soğutma işlemleri nedeniyle katı çözelti kafesinin büzülmesini ve genişlemesini deneyimleyebilir, bunun sonucunda her fazın kafesinde hafif bir yer değiştirme ve ikinci faz parçacıklarının daha kararlı bir durumu meydana gelir, böylece dökümün boyut kararlılığı iyileştirilir ve hassas parçaların üretimi için uygun hale getirilir.
Isıl işlem sırasında üç önemli noktaya dikkat edilmelidir:
1. Sıcaklık kontrolü: Isıtma işlemi sırasında, alüminyum alaşımının performansında olumsuz etkilere yol açmamak için aşırı yüksek veya düşük sıcaklıklardan kaçınmak amacıyla sıcaklığın sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
2. Yalıtım süresi: Yalıtım süresinin uzunluğu, alüminyum alaşımının yapısını ve özelliklerini doğrudan etkiler. Aşırı veya yetersiz yalıtım süresi, tatmin edici olmayan ısıl işlem sonuçlarına yol açabilir.
3. Soğutma hızı: Farklı soğutma hızları, alüminyum alaşımlarının mikro yapısı ve özellikleri üzerinde farklı etkilere sahip olacaktır. Uygun soğutma yöntemleri ve hızları, belirli gereksinimlere göre seçilmelidir.
