Dökme alüminyum parçalar endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılan, havacılık, otomotiv ve inşaat gibi alanlarda yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Ancak dökme alüminyum parçalar genellikle üretim süreci sırasında ısıl işlem gerektirir. Peki neden alüminyumdökümIsıl işleme tabi tutulması gerekiyor mu?
1, Alüminyum döküm parçalarda ısıl işlemin önemi
Dökme alüminyum alaşımının metalografik yapısı deforme olmuş alüminyum alaşımından daha kaba olduğundan ısıl işlem sırasında da farklılık gösterir. Birincisinin yalıtım süresi genellikle 2 saatten fazla olmak üzere daha uzundur, ikincisi ise daha kısa bir yalıtım süresine sahiptir; bazıları yalnızca birkaç on dakikaya ihtiyaç duyar. Metal kalıba döküm, düşük-basınçlı döküm ve diferansiyel basınçlı dökümle üretilen dökümler nispeten yüksek soğutma hızları ve basınçları altında katılaştığından, kristal yapısı alçı döküm ve kum dökümüyle yapılan dökümlerden çok daha incedir, dolayısıyla ısıl işleminin yalıtım süresi de çok daha kısadır. Dökme alüminyum alaşımı ile deforme olmuş alüminyum alaşımı arasındaki diğer bir fark, eşit olmayan duvar kalınlığı, düzensiz kesitler veya iç kanallar gibi karmaşık yapısal şekillerdir. Isıl işlem sırasında deformasyon veya çatlama olmamasını sağlamak için bazen koruma amacıyla özel armatürler tasarlanır ve söndürme ortamının sıcaklığı da deforme olmuş alüminyum alaşımından daha yüksektir. Bu nedenle yapay yaşlandırma genellikle ısıl işlem çevrimini kısaltmak ve dökümlerin performansını artırmak için kullanılır.
Alüminyum alaşımlarının dökümü için ısıl işlemin amacı, mekanik özellikleri ve korozyon direncini geliştirmek, boyutları stabilize etmek ve işlenebilirlik ve kaynaklanabilirlik gibi proses performansını arttırmaktır. Al Si bazlı ZL102, Al Mg bazlı ZL302 ve Al Zn bazlı ZL401 alaşımları dışında birçok dökme alüminyum alaşımının mekanik özellikleri kullanım gereksinimlerini karşılayamadığı için, diğer tüm dökme alüminyum alaşımlarının, dökümlerin mekanik ve diğer performansını daha da geliştirmek için ısıl işleme tabi tutulması gerekir. Özel işlevleri aşağıdaki hususları içerir:
(1) Düzensiz duvar kalınlığı ve kalın bağlantılar gibi nedenlerden dolayı dökümlerin kristalleşmesi ve katılaşması sırasında eşit olmayan soğuma hızının neden olduğu iç gerilimi ortadan kaldırın;
(2) Alaşımın mukavemetini ve sertliğini arttırın, metalografik yapıyı iyileştirin ve alaşımın belirli plastiklik, kesme ve kaynak özelliklerine sahip olmasını sağlayın;
(3) Dökümlerin yapısını ve boyutunu stabilize edin, yüksek-sıcaklıktaki faz dönüşümünün neden olduğu hacim değişikliklerini önleyin ve ortadan kaldırın; 4) Yapıyı homojenleştirmek için tanecikler arası ve bileşimsel ayrışmayı ortadan kaldırın.
2, Alüminyum alaşımlarının dökümünde ısıl işlem yöntemleri ve operasyon tekniklerinin püf noktaları
Alüminyum alaşımlarının dökümü için ısıl işlem yöntemleri şu anda tavlama, su verme [çözelti işlemi], yaşlandırma ve döngüsel işlemi içermektedir ve bunlar aşağıda açıklanmaktadır:
(1) Tavlama. Tavlamanın işlevi, dökümlerde mekanik işlemenin neden olduğu döküm stresini ve iç stresi ortadan kaldırmak, işlenmiş parçaların şeklini ve boyutunu stabilize etmek ve Al Si alaşımlarındaki bazı Si kristallerini küreselleştirerek alaşımın plastisitesini arttırmaktır. İşlem, alüminyum alaşımlı dökümün 280-300 dereceye kadar ısıtılmasını, 2-3 saat bekletilmesini ve fırında oda sıcaklığına kadar soğutulmasını içerir. Bu, katı çözeltinin yavaş yavaş ayrışmasına ve ikinci parçacıkların toplanmasına olanak tanır, böylece dökümün iç gerilimi ortadan kaldırılır, kararlı boyut elde edilir, plastisite artırılır ve deformasyon azaltılır. Isıl işlem durum kodu T2'dir.
(2) Söndürme. Söndürme aynı zamanda çözelti işlemi veya hızlı soğutma işlemi olarak da bilinir. İşlem, alüminyum alaşımlı dökümü nispeten yüksek bir sıcaklığa (genellikle ötektik erime noktasına yakın, çoğunlukla 500 derecenin üzerine) ısıtmak, 2 saatten fazla tutmak ve alaşımdaki çözünür fazları tamamen çözmektir. Daha sonra döküm 60-100 derecelik suda hızla söndürülür ve hızlı soğuma nedeniyle alaşımda maksimum oranda çözünen güçlendirme fazı ile sabitlenir ve oda sıcaklığında saklanır.
(3) Zamanındalık. İşlem, söndürülmüş alüminyum alaşımlı dökümlerin belirli bir sıcaklığa ısıtılmasını, belirli bir süre tutulmasını ve daha sonra aşırı doymuş katı çözeltiyi ayrıştırmak ve alaşım matris yapısını stabilize etmek için bunları oda sıcaklığına kadar havayla soğutmayı içerir.
Zaman işleme iki kategoriye ayrılabilir: doğal zaman işleme ve yapay zaman işleme. Doğal yaşlanma, oda sıcaklığında yaşlanmanın güçlendirilmesi işlemidir. Yapay zaman verimliliği üç türe ayrılabilir: eksik yapay zaman verimliliği, tam yapay zaman verimliliği ve zaman içi verimlilik.
① Eksik yapay zaman verimliliği. Dökümü 150-170 dereceye (düşük sıcaklık) ısıtın ve daha iyi çekme mukavemeti, iyi plastiklik ve tokluk elde etmek, ancak korozyon direncini azaltmak için 3-5 saat bekletin.
② Tamamen yapay zaman verimliliği. Yeterli çekme mukavemetini yani en yüksek sertliği elde etmek için dökümü 175-185 dereceye (daha yüksek sıcaklıklarda) ısıtın ve 5-24 saat tutun, ancak uzama oranı azalır.
③ Süresi dolmuş zaman sınırı. Stabilizasyon temperlemesi olarak da bilinir. İşlem, daha iyi stresli korozyon direnci elde etmek amacıyla dökümün 190~-230 dereceye ısıtılmasını ve mukavemetini azaltmak ve plastisitesini geliştirmek için 4~9 saat tutmayı içerir.
