Термическая обработка отливок и поковок

Мощным способом воздействия на внутреннюю структуру металлических отливок является термическая обработка. Это важный этап технологического процесса, в результате которого мы получаем готовое изделие с требуемыми характеристиками и физико-химическими свойствами. Стадию термической обработки проходит практически вся продукция, полученная в результате литья, это же относится к алюминию и его сплавам.

Виды термической обработки алюминиевого литья

Выделяют три основных типа высокотемпературной обработки, которой поддается алюминиевое литье, отливки, поковки, а также алюминиевый профиль:

• отжиг;
• закалка;
• старение.

При нагревании алюминиевых сплавов происходит равномерная кристаллизация, которой нельзя добиться при охлаждении, так как в металле могут содержаться различные примеси, остывающие неравномерно, из-за чего готовая продукция попросту отбраковывается. Термист — работник ответственный за стадию термической обработки — должен внимательно следит за всем процессом, так как перегрев ведет к формированию крупных зерен в металле.

В каких случаях применяется тот или иной вид высокотемпературной обработки? Рассмотрим данный вопрос более детально.

Отжиг

Если мы имеем дело с заготовками, предназначенными для дальнейшей холодной обработки на прокатном стане под давлением, применяют отжиг, благодаря которому сплав становится более пластичным. Температура, до которой разогревают металл, устанавливается, исходя их химсостава сплава, а также зависит от целей производителя. Таким образом выделяют три типа отжига:

• высокий — нагрев до 350°С для полного разупрочнения алюминия;
• низкий — до 300°С, при нем сохраняется прочность, но алюминиевое литье, а также сплавы (например дюралюминий) легко поддаются обработке под давлением;
• полный — нагрев происходит до t порядка 450°С, применяют к отливкам, поковкам и профилю.

Если ранее металл прошел стадию высокотемпературного упрочнения, применяют отжиг на возврат (200-250°С) для придания пластичности.

Закалка и старение

Закалка — это процесс разогрева алюминиевых отливок до t 500°С, после чего следует остывание в воде при t=30-40°С. Температура зависит от химического состава. При таком высоком нагреве происходит растворение всех присутствующих в сплаве добавок, в результате изделие становится равномерным по своей структуре и с повышенным уровнем плотности. Есть также такая разновидность закалки, как закалка под прессом для еще большего упрочнения и получения однородной мелкозернистой структуры.

Старение — это заключительная стадия термообработки. Оно может быть естественным, то есть проходить при обычной комнатной температуре, или искусственным при нагреве до 200°С. При старении происходит объединение атомов примесей и уплотнение структуры. Все эти процессы в современных условиях происходят под контролем многочисленных датчиков, соответственно возможность человеческой ошибки сведена к минимуму.