Le parti in alluminio pressofuso sono un materiale comunemente utilizzato nella produzione industriale, ampiamente utilizzato in settori quali l'aviazione, l'automotive e l'edilizia. Tuttavia, le parti in alluminio pressofuso spesso richiedono un trattamento termico durante il processo di produzione. Allora, perché fare l'alluminiofusioneè necessario sottoporsi a un trattamento termico?
1, L'importanza del trattamento termico per le parti in alluminio pressofuso
La struttura metallografica della lega di alluminio fusa è più grossolana di quella della lega di alluminio deformata, quindi differisce anche durante il trattamento termico. Il primo ha un tempo di isolamento più lungo, solitamente più di 2 ore, mentre il secondo ha un tempo di isolamento più breve, alcuni necessitano solo di poche decine di minuti. Poiché i pezzi fusi prodotti mediante fusione in stampo metallico, fusione a bassa- pressione e fusione a pressione differenziale si solidificano con velocità e pressioni di raffreddamento relativamente elevate. La loro struttura cristallina è molto più fine di quella dei pezzi fusi realizzati mediante fusione di gesso e fusione in sabbia, quindi anche il tempo di isolamento del trattamento termico è molto più breve. Un'altra differenza tra la lega di alluminio pressofuso e la lega di alluminio deformata è lo spessore della parete irregolare, forme strutturali complesse come sezioni trasversali-irregolari o canali interni. Per garantire che non vi siano deformazioni o screpolature durante il trattamento termico, a volte vengono progettati dispositivi speciali di protezione e anche la temperatura del mezzo di tempra è superiore a quella della lega di alluminio deformata. Pertanto, l’invecchiamento artificiale viene generalmente utilizzato per abbreviare il ciclo di trattamento termico e migliorare le prestazioni dei getti.
Lo scopo del trattamento termico per la fusione delle leghe di alluminio è migliorare le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione, stabilizzare le dimensioni e migliorare le prestazioni del processo come lavorabilità e saldabilità. Poiché le proprietà meccaniche di molte leghe di alluminio pressofuso non possono soddisfare i requisiti per l'uso, ad eccezione delle leghe ZL102 a base di Al Si, ZL302 a base di Al Mg e ZL401 a base di Al Zn, tutte le altre leghe di alluminio pressofuso devono essere sottoposte a trattamento termico per migliorare ulteriormente le prestazioni meccaniche e di altro tipo dei getti. Le sue funzioni specifiche includono i seguenti aspetti:
(1) Eliminare lo stress interno causato da una velocità di raffreddamento irregolare durante la cristallizzazione e la solidificazione dei pezzi fusi a causa di motivi quali spessore irregolare delle pareti e giunti spessi;
(2) Migliorare la resistenza e la durezza della lega, migliorare la struttura metallografica e garantire che la lega abbia determinate proprietà di plasticità, taglio e saldatura;
(3) Stabilizzare la struttura e le dimensioni dei getti, prevenire ed eliminare le variazioni di volume causate dalla trasformazione di fase ad alta-temperatura; 4) Eliminare la segregazione intergranulare e compositiva per omogeneizzare la struttura.
2, Punti chiave dei metodi di trattamento termico e delle tecniche operative per la fusione delle leghe di alluminio
I metodi di trattamento termico per la fusione delle leghe di alluminio attualmente comprendono la ricottura, la tempra [trattamento in soluzione], l'invecchiamento e il trattamento ciclico, descritti come segue:
(1) Ricottura. La funzione della ricottura è quella di eliminare lo stress di fusione e lo stress interno causato dalla lavorazione meccanica nelle fusioni, stabilizzare la forma e le dimensioni delle parti lavorate e sferoidizzare alcuni cristalli di Si nelle leghe Al Si, migliorando la plasticità della lega. Il processo prevede il riscaldamento della fusione della lega di alluminio a 280-300 gradi, il mantenimento per 2-3 ore e il raffreddamento nel forno a temperatura ambiente. Ciò consente alla soluzione solida di decomporsi lentamente e alle seconde particelle di aggregarsi, eliminando così lo stress interno del pezzo fuso, ottenendo dimensioni stabili, migliorando la plasticità e riducendo la deformazione. Il codice di stato del trattamento termico è T2.
(2) Tempra. L'estinzione è anche nota come trattamento in soluzione o trattamento di raffreddamento rapido. Il processo consiste nel riscaldare la fusione della lega di alluminio a una temperatura relativamente elevata (solitamente vicina al punto di fusione dell'eutettico, per lo più superiore a 500 gradi), mantenerla per più di 2 ore e sciogliere completamente le fasi solubili nella lega. Successivamente il getto viene raffreddato rapidamente in acqua a 60-100 gradi e, grazie al rapido raffreddamento, viene fissato con la fase rinforzante che si scioglie al massimo nella lega e conservato a temperatura ambiente.
(3) Tempestività. Il processo prevede il riscaldamento dei getti bonificati in lega di alluminio a una determinata temperatura, il loro mantenimento per un certo periodo di tempo e quindi il raffreddamento ad aria a temperatura ambiente per decomporre la soluzione solida sovrasatura e stabilizzare la struttura della matrice della lega.
L’elaborazione del tempo può essere divisa in due categorie: elaborazione del tempo naturale ed elaborazione del tempo artificiale. L'invecchiamento naturale è un processo di rafforzamento dell'invecchiamento a temperatura ambiente. L'efficienza del tempo artificiale può essere suddivisa in tre tipi: efficienza del tempo artificiale incompleto, efficienza del tempo artificiale completo ed efficienza nel tempo.
① Efficienza del tempo artificiale incompleta. Riscaldare la fusione a 150-170 gradi (temperatura più bassa) e mantenerla per 3-5 ore per ottenere una migliore resistenza alla trazione, buona plasticità e tenacità, ma con ridotta resistenza alla corrosione.
② Efficienza temporale completamente artificiale. Riscaldare la fusione a 175-185 gradi (a temperature più elevate) e mantenerla per 5-24 ore per ottenere una resistenza alla trazione sufficiente, cioè la massima durezza, ma il tasso di allungamento diminuisce.
③ Limite di tempo scaduto. Noto anche come rinvenimento di stabilizzazione. Il processo prevede il riscaldamento della fusione a 190~-230 gradi e il mantenimento per 4~9 ore per ridurne la resistenza e migliorarne la plasticità, al fine di ottenere una migliore resistenza alla tensocorrosione.
