Alumínium extrudált profilok hőkezelési követelményei?
Az alumínium extrudált profilok meghibásodásainak nagy része a helytelen hőkezelésnek tudható be. Az alkatrészek meghajlanak, megrepednek vagy elveszítik szilárdságukat használat közben. A vásárlók gyakran az ötvözetre és az alakra koncentrálnak. A hőkezelésről túl későn esik szó.
Az alumínium extrudálás hőkezelése szabályozza az erősséget, keménységet és stabilitást az extrudálás során és után a hőmérséklet, az idő és a hűtés szabályozásával.
A valódi gyártás során a hőkezelés nem opcionális. Ez határozza meg a végső teljesítményt. Ez a cikk elmagyarázza, mely hőkezelések alkalmazhatók, hogyan változtatja meg az öregítés a tulajdonságokat, mely ötvözetek reagálnak a hőkezelésre, és hogyan különbözik a T5 és a T6 a gyakorlatban.
Milyen hőkezelések alkalmazhatók az alumínium extrudált profilokra?
A hőkezelés bonyolultnak tűnik, de a cél egyszerű. Megváltoztatja az alumínium belső szerkezetét, hogy elérje a használható szilárdságot. Nem minden kezelés ugyanazt a feladatot látja el.
Az alumínium extrudált profiloknál általában oldat hőkezelést, edzést és öregítést alkalmaznak a szükséges mechanikai tulajdonságok elérése érdekében.
Miért szükséges a hőkezelés?
Az extrudálás után az alumínium puha. A fém szerkezete nem stabil. Hőkezelés nélkül a legtöbb profil nem felel meg a terhelési vagy tűrési követelményeknek.
A hőkezelés segít:
- Erősség növelése
- Javítsa a keménységet
- A méretstabilitás ellenőrzése
- Csökkentse a maradék feszültséget
Ez kritikus fontosságú a szerkezeti és ipari profilok esetében.
A hőkezelés fő lépései
Az extrudált termékek hőkezelése általában több lépésből áll.
Oldat hőkezelés
Az extrudált anyagot magas hőmérsékletre hevítik. Ezáltal az ötvözőelemek feloldódnak az alumínium mátrixban. A hőmérséklet az ötvözet típusától függ.
Áramtalanítás
A hevítés után a profil gyorsan lehűl. Ehhez vizet vagy levegőt használnak. A gyors lehűlés rögzíti az ötvözőelemeket.
Öregedés
A profil szobahőmérsékleten vagy magasabb hőmérsékleten tartják. Ez lehetővé teszi a kicsapódás szabályozását. Ebben a lépésben a szilárdság növekszik.
Gyakori kezelési módszerek
| Hőkezelési lépés | Cél |
|---|---|
| Oldatfűtés | Ötvözőelemek oldása |
| Áramtalanítás | Szilárd oldat megtartása |
| Mesterséges öregítés | Erősség növelése |
| Természetes öregedés | Tulajdonságok stabilizálása |
Nem minden extrudálás során kerül sor az összes lépésre. Az eljárás az ötvözettől és a végfelhasználástól függ.
A gyártás valósága
A valódi gyárakban az extrudálás sebessége és a prés hőmérséklete már hőt ad hozzá. Egyes ötvözetek ezt a hőt közvetlenül felhasználják. Másokhoz külön kemencékre van szükség.
A vásárlóknak meg kell kérdezniük:
- Az öregedés természetes vagy mesterséges jelenség?
- A hűtés szabályozott?
- A hőmérsékletek rögzítésre kerülnek-e?
Ezek a részletek befolyásolják a tételek közötti konzisztenciát.
A hőkezelés növeli az alumínium extrudált profilok szilárdságát és stabilitását.Igaz
A szabályozott fűtés és hűtés megváltoztatja a belső szerkezetet és tulajdonságokat.
A hőkezelés nincs hatással az alumínium extrudálás teljesítményére.Hamis
A mechanikai tulajdonságok nagymértékben függnek a hőkezeléstől.
Hogyan befolyásolja az öregedési folyamat a mechanikai tulajdonságokat?
Az öregedést gyakran félreértik. Passzívnak tűnik, de ez határozza meg a végső szilárdságot. Az öregedéssel kapcsolatos hibák puha vagy törékeny részeket eredményeznek.
Az öregedési folyamat szabályozza az erősséget, a keménységet és a képlékenységet azáltal, hogy szabályozza az ötvözőelemek kicsapódását az alumínium belsejében.
Mi is valójában az öregedés?
Az öregedés során apró részecskék képződnek a fém belsejében. Ezek a részecskék gátolják a diszlokáció mozgását. Ez növeli az erősséget.
Két fő öregedési típus létezik:
- Természetes öregedés szobahőmérsékleten
- Mesterséges öregítés magas hőmérsékleten
Mindkettő idővel megváltozik.
A természetes öregedés hatásai
A természetes öregedés a hűtés után következik be. Ez napokig vagy hetekig is eltarthat.
A hatások a következők:
- Fokozatos erőnövekedés
- Az ingatlanok időbeli változása
- Alacsonyabb végső szilárdság, mint a mesterséges öregítésnél
Ez gyakori az alacsony szilárdsági igényű egyszerű profilok esetében.
Mesterséges öregedési hatások
A mesterséges öregítéshez kemencéket használnak. Az időt és a hőmérsékletet szabályozzák.
Az előnyök közé tartoznak:
- Gyorsabb ingatlanfejlesztés
- Magasabb és stabilabb szilárdság
- Jobb tételek konzisztenciája
Ez az ipari és szerkezeti extrudált profilok esetében előnyösebb.
Az ingatlanok változásai az öregedés során
| Ingatlan | Az öregedés előtt | A megfelelő érés után |
|---|---|---|
| Folyáshatár | Alacsony | Magas |
| Keménység | Alacsony | Közepes vagy magas |
| Duktilitás | Magas | Csökkentett, de ellenőrzött |
A túlzott érlelés csökkentheti az erősséget. Az elégtelen érlelés miatt az alkatrész túl puha lesz.
Gyakori öregedési problémák
A gyakorlatban az öregedéssel kapcsolatos problémák gyakran a következőkből adódnak:
- Helytelen sütő hőmérséklet
- Egyenetlen profilvastagság
- Rossz légáramlás
Ezek a problémák erősségbeli eltéréseket okoznak egy profilon belül.
A jó beszállítók figyelemmel kísérik:
- Hőmérsékleten töltött idő
- Terhelés elosztása a kemencékben
- Hűtés az érés után
Ez biztosítja, hogy a tulajdonságok a specifikációknak megfeleljenek.
A mesterséges öregítés lehetővé teszi az alumínium extrudált termékek szilárdságának jobb szabályozását.Igaz
A hőmérsékletet és az időt pontosan szabályozzák.
Az öregedésnek nincs hatása a keménységre vagy az erősségre.Hamis
Az öregedés közvetlenül befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat.
Minden extrudált ötvözet hőkezelhető?
Sok vásárló feltételezi, hogy minden alumíniumötvözet hőkezelhető. Ez téves feltételezés. Az ötvözetcsalád határozza meg a reakciót.
Csak bizonyos alumínium extrudált ötvözetek hőkezelhetők, főként azok, amelyek magnéziumot és szilíciumot vagy cinket tartalmaznak.
Hőkezelhető és nem hőkezelhető ötvözetek
Az alumíniumötvözetek két nagy csoportba sorolhatók.
A hőkezelhető ötvözetek az öregítéssel nyerik el szilárdságukat. A nem hőkezelhető ötvözetek hidegmegmunkáláson és összetételükön alapulnak.
Gyakori extrudált ötvözetcsaládok
| ötvözet sorozat | Hőkezelhető | Tipikus használat |
|---|---|---|
| 1xxx | Nem | Elektromos, dekoratív |
| 3xxx | Nem | Alacsony szilárdságú profilok |
| 5xxx | Nem | Tengeri, korrózióálló |
| 6xxx | Igen | Szerkezeti, ipari |
| 7xxx | Igen | Nagy szilárdságú alkalmazások |
Ez a táblázat bemutatja, miért dominál a 6xxx az extrudált termékek piacán.
Miért népszerű a 6xxx sorozat?
A 6xxx ötvözetek egyensúlyt teremtenek a könnyű extrudálhatóság és a hőkezelésre való reagálás között.
A következőket kínálják:
- Jó felületi minőség
- Közepes vagy nagy szilárdságú
- Jó korrózióállóság
- Rugalmas hőkezelési lehetőségek
Ezért sok iparágban alkalmazhatók.
Tervezési következmények
A nem hőkezelhető ötvözet használata korlátozza az erősség lehetőségeit. A tervezőknek vastagabb szakaszokat kell használniuk. Ez növeli a súlyt és a költségeket.
A hőkezelhető ötvözetek lehetővé teszik:
- Vékonyabb falak
- Nagyobb teherbírás
- Jobb méretellenőrzés
Ha ezt korán megértjük, elkerülhető a későbbi újratervezés.
Nem minden alumínium extrudált ötvözet reagál a hőkezelésre.Igaz
Csak bizonyos ötvözetcsaládok hőkezelhetők.
Minden alumíniumötvözet öregítéssel megerősíthető.Hamis
A hőkezelésre nem alkalmas ötvözetek nem öregednek meg.
Mi a különbség a T5 és a T6 kezelések között?
A T5 és T6 gyakori kifejezések a rajzokban. Sok vásárló ezeket felcserélhető módon használja. Ezek azonban nem azonosak.
A T5 és T6 kezelések közötti fő különbség az, hogy az öregítés előtt alkalmaznak-e oldat hőkezelést.
A T5 kezelés meghatározása
T5 azt jelenti, hogy az extrudált anyagot az extrudálási hőmérsékletről lehűtik, majd mesterségesen öregítik.
Főbb pontok:
- Nincs külön hőkezelés
- Az extrudálás során keletkező hőt használja fel
- Alacsonyabb energiaköltség
- Kissé alacsonyabb szilárdság
Ez egyszerű profilok esetében gyakori.
A T6 kezelés meghatározása
A T6 teljes hőkezelést, edzést és mesterséges öregítést tartalmaz.
Főbb pontok:
- Külön fűtési lépés
- Ellenőrzött hűtés
- Nagyobb szilárdság
- Jobb ingatlan konzisztencia
Ez igényes alkalmazásokhoz használatos.
Erő összehasonlítás
| Temper | Relatív erő | A folyamat komplexitása |
|---|---|---|
| T5 | Közepes | Alacsony |
| T6 | Magas | Magas |
A különbség a terhelés és a biztonság szempontjából fontos.
Kiválasztási szempontok
A T5 és a T6 közötti választás a következőktől függ:
- Szükséges erő
- Profil vastagsága
- Tűrési követelmények
- Költségcélok
A T6 drágább, de csökkenti a kockázatot. A T5 energiát takarít meg, de korlátozza a teljesítményt.
Valódi termelési tanulságok
A gyakorlatban egyes profilok vastagságuk miatt nem érhetik el egyenletesen a T6-os szilárdságot. Másoknak nincs szükségük a teljes T6-os szilárdságra.
Az RFQ szakaszban történő egyértelmű kommunikáció segít a beszállítóknak a helyes út kiválasztásában. A késői temperálási változások gyakran újrakvalifikálást igényelnek.
A T6 kezelés magában foglalja az öregítés előtti oldat hőkezelést.Igaz
Ez a lépés nagyobb erőfejlesztést tesz lehetővé.
A T5 és T6 kezelések mindig azonos mechanikai tulajdonságokat biztosítanak.Hamis
A T6 általában nagyobb és egyenletesebb szilárdságot biztosít.
Következtetés
Az alumínium extrudált profilok hőkezelése határozza meg a végső teljesítményt. A megfelelő kezelés kiválasztása az ötvözettől, az öregedés szabályozásától és a temperálás választásától függ. A hőkezelési követelmények egyértelmű meghatározása megakadályozza az erősség csökkenését, a torzulást és a költséges utómunkálatokat.
