Toplinska obrada aluminija je važan proces u tvornicama aluminijskih profila i proizvodni postupak sa strogim zahtjevima u radionici. Njegova je svrha promijeniti unutarnju strukturu aluminija kroz zagrijavanje, držanje i hlađenje, čime se postižu željena svojstva. Različite temperature zagrijavanja, vremena držanja i metode hlađenja rezultirat će različitim strukturama i svojstvima metala, stavljajući ga u različita stanja toplinske obrade.
Deformirane aluminijske legure dijele se u dvije glavne kategorije: aluminijske legure-koje se-ne mogu obrađivati toplinom i legure aluminija koje se -ne mogu obrađivati toplinom.
Abnormalne posljedice rukovanja: Pregrijavanje: Ovo se odnosi na pogoršanje mehaničkih svojstava uzrokovanih pretjerano visokim temperaturama zagrijavanja i produljenim vremenima držanja tijekom toplinske obrade, što rezultira krupnim zrncima. Obično se popravlja procesima normalizacije. Pregorijevanje: Događa se kada je temperatura zagrijavanja previsoka, uzrokujući ne samo rast zrna nego i slabljenje granica zrna, kao što je topljenje i oksidacija granica zrna. U slučajevima pregorevanja, osim uočljive strukture matrice, crni oksidi su raspoređeni duž granica zrna. Pregorjeli materijal može se samo odbaciti i pretopiti. Pretjerano visoke temperature zagrijavanja ne samo da dovode do grubih zrna, već uzrokuju i lokalnu oksidaciju ili taljenje na granicama zrna, što rezultira oslabljenim granicama zrna, što se naziva pregorevanjem. Nakon što se čelik prekomjerno spali, njegova se izvedba ozbiljno pogoršava, a tijekom kaljenja može doći do pucanja. Izgorjela konstrukcija ne može se obnoviti i mora se odbaciti. Stoga je u praktičnom radu potrebno izbjegavati pregaranje.
Što je pregrijavanje? Što je pregorevanje? Što ih uzrokuje? Kako ih se može spriječiti i otkloniti?
Odgovor:
① Do pregrijavanja dolazi kada je temperatura zagrijavanja previsoka ili se materijal predugo drži na visokoj temperaturi, što uzrokuje gruba zrna. Nakon kaljenja, struktura postaje igličasta-.
② Do pregaranja dolazi kada je temperatura zagrijavanja previsoka ili se materijal predugo drži na visokoj temperaturi, što dovodi do površinske oksidacije obratka. Pregorjeli obradaci ne mogu se ponovno-ugasiti i moraju se odbaciti.
Kako spriječiti: Provjerite jesu li materijali ispravni, razvijte razuman proces, kalibrirajte kontrolne instrumente prije toplinske obrade, pravilno odaberite temperature, nemojte sami povećavati temperaturu kaljenja ili produljiti vrijeme držanja, na vrijeme prijavite sve probleme. Ljekovi: Lagano pregrijani obradaci mogu se popraviti produljenjem vremena kaljenja. Jako pregrijani obradaci mogu biti podvrgnuti normalizaciji radi pročišćavanja zrna; ako jedna normalizacija ne pročisti zrna, može se napraviti druga normalizacija, nakon koje slijedi toplinska obrada prema uobičajenom postupku. Pregorjeli obradaci ne mogu se popraviti i moraju se odbaciti.
Šifre toplinske obrade: T1--Umjetno starenje, T2--Karenje, T4--Tretman otopinom plus prirodno starenje, T5--Tretman otopinom plus nepotpuno umjetno starenje, T6--Tretman otopinom plus potpuno umjetno starenje, T7--Tretman otopinom plus tretman stabilizacije.
Obrada otopinom: Odnosi se na zagrijavanje legure do visoko{0}}temperaturnog-faznog područja, držanje na toj temperaturi kako bi se omogućilo potpuno otapanje viška faza u krutu otopinu, a zatim brzo hlađenje kako bi se dobila prezasićena kruta otopina.
Nepotpuno umjetno starenje: koristi relativno nisku temperaturu starenja ili kraće vrijeme zadržavanja za postizanje izvrsnih ukupnih mehaničkih svojstava, što znači relativno visoku čvrstoću, dobru plastičnost i žilavost, ali otpornost na koroziju može biti relativno niska.
Potpuno umjetno starenje: koristi relativno visoku temperaturu starenja i dulje vrijeme zadržavanja kako bi se postigla maksimalna tvrdoća i najveća vlačna čvrstoća, ali uz manje istezanje.
Stabilizacijski tretman: toplinski tretman osmišljen kako bi se osiguralo da promjene oblika i dimenzija obratka ostanu unutar određenih granica tijekom-trajne upotrebe. Toplinska obrada aluminijskih legura razlikuje se od one ugljičnog čelika; aluminijske legure imaju nisko talište, sklone su pregrijavanju i gorenju, imaju malo dopušteno odstupanje temperature zagrijavanja i zahtijevaju visoku točnost instrumenata za mjerenje temperature. Ako temperatura zagrijavanja i držanja previše odstupa, svrha ojačanja možda neće biti postignuta.
Tijekom obrade treba obratiti pozornost na sljedeće točke:
1. Radni komadi koji se zagrijavaju trebaju biti uredno raspoređeni u komori peći, a temperatura peći treba osigurati ravnomjerno zagrijavanje.
2. Podešavanje temperature povezano je s oblikom i veličinom obratka; vrijeme prijenosa za kaljenje treba biti što kraće, općenito t < 6 sekundi.
3. Potrebno je da regulator temperature peći za toplinsku obradu bude u dobrom stanju i stabilan u radu, uz izbjegavanje temperaturnih odstupanja uzrokovanih toplinskom inercijom zaostale topline u komori peći. To od nas zahtijeva pravovremeno praćenje i podešavanje temperature grijanja. Na taj način se mogu zadovoljiti zahtjevi kvalitete ojačanja izradaka.
Deformabilne legure aluminija koje se ne mogu ojačati toplinskom obradom su one čiji je sadržaj legiranih elemenata unutar područja Zone 1 ili nekoliko legura čiji sadržaj neznatno prelazi područje Zone 1, ali učinak ojačanja nije značajan. Ove legure općenito imaju dobru otpornost na koroziju i obično se nazivaju legurama aluminija otpornim-na hrđu. Glavne deformabilne aluminijske legure koje se ne mogu-očvrsnuti toplinskom obradom uključuju čisti aluminij, legure serije Al-Mg i legure serije Al-Mn. Primjeri uključuju 1060, 1050, 1100 (čisti aluminij), 5A02, 5A03, 5A06, 5056, 5456, 5083 (Al-Mg serija) i 3A21 (Al-Mn serija).
