Wat is de aluminium gloeitemperatuur voor aluminium 6061?

De meeste technici worstelen met de juiste gloeicondities voor 6061 aluminium. Verkeerde temperaturen leiden tot inconsistente mechanische eigenschappen, scheuren of materiaalverspilling.

De ideale gloeitemperatuur voor 6061 aluminium is ongeveer 775°F (415°C), gehouden gedurende 2-3 uur, gevolgd door gecontroleerde afkoeling in de oven.

Velen realiseren zich niet hoe cruciaal de inweektijd en de koelsnelheid zijn. In dit artikel leg ik elke variabele uit om je te helpen vallen en opstaan te voorkomen.

Welk temperatuurbereik bereikt volledig uitgloeien in legering 6061?

De meeste fabrikanten geven verwarrende aanbevelingen voor warmtebehandeling. Sommige bronnen vermelden brede temperatuurbereiken of hebben geen specifieke tijdsduur.

Om 6061 aluminium volledig te gloeien, verwarm je het tot ongeveer 775°F (415°C). Deze temperatuur maakt herkristallisatie mogelijk zonder het smeltpunt te benaderen.

Herkristallisatie begint wanneer de temperatuur boven 260°C (500°F) komt, maar volledig uitgloeien vereist een hogere en constante temperatuur. Het doel is om de interne spanningen te verlichten en de microstructuur van het metaal opnieuw in te stellen. Bij 775°F wordt het materiaal zacht genoeg voor diepvervormen of verdere bewerking.

Volledige gloeiomstandigheden begrijpen

6061 is een precipitatiehardende aluminiumlegering, wat betekent dat de hardheid afhangt van de warmtebehandelingsgeschiedenis. Een volledige gloeibehandeling verwijdert alle eerdere hardingseffecten. Hierdoor ontstaat een zachte, buigzame basis die de "O"-toestand wordt genoemd.

Hier volgt een overzicht van de temperatuurbereiken voor gloeien en de verwachte resultaten:

Bij elke temperatuur boven 800°F bestaat het risico op korrelverruwing, vervorming en schade aan het mechanische profiel. Het is dus essentieel om oververhitting tijdens het gloeien te vermijden.

Hoe beïnvloedt gloeien de hardheid en microstructuur in 6061?

Je zou denken dat gloeien aluminium alleen maar zachter maakt. Maar het doet veel meer. Het verandert de structuur van het metaal.

Gloeien vermindert de hardheid aanzienlijk en vervangt gespannen korrels door fijne, gelijkvormige korrels, waardoor de legering kneedbaarder en bewerkbaarder wordt.

Tijdens het vormen of extruderen ontwikkelt 6061 langgerekte korrels en een hoge dislocatiedichtheid. Deze interne spanning is als onzichtbare schade. Gloeien heelt deze. De atomen reorganiseren tot een nieuwe, spanningsvrije structuur.

Veranderingen in microstructuur

Als de temperatuur stijgt, treden de volgende veranderingen op:

1. Herstelfase (250-350°C): Dislocatiedichtheid neemt af. Lichte verweking treedt op.
2. Herkristallisatie (350-415°C): Er vormen zich nieuwe korrels. Het metaal wordt veel zachter.
3. Korrelgroei (>415°C): Als de korrels te lang worden vastgehouden, worden ze groot, waardoor ze minder taai worden.

Hier is een overzichtstabel van de veranderingen tijdens het gloeien:

Deze veranderingen zijn gunstig voordat je gaat dieptrekken of CNC-bewerken. Maar als je van plan bent om de legering opnieuw te verwarmen (bijvoorbeeld tot T6), vermijd dan overmatige korrelgroei tijdens het gloeien.

Wat is de optimale inweektijd bij gloeitemperatuur?

Veel werkplaatsen gebruiken vallen en opstaan om de inweektijd te bepalen. Maar inconsistente resultaten leiden tot slechte productkwaliteit en energieverspilling.

Voor het volledig uitgloeien van 6061 aluminium laat je de legering 2-3 uur weken bij 775°F (415°C) om volledige herkristallisatie te garanderen.

De inweektijd is de tijd dat het metaal op de doeltemperatuur blijft - niet de tijd dat de oven aan staat. Het begint wanneer de kern van het metaal 775°F bereikt. Grotere secties hebben meer tijd nodig om intern gelijk te worden.

Tijd vs. dikte

Als algemene regel geldt dat de inweektijd toeneemt met de metaaldikte:

Dit langzame verwarmingsproces helpt ook om kromtrekken of barsten tijdens het gloeien te voorkomen. Dunne platen kunnen de doeltemperatuur snel bereiken, maar knuppels of staven hebben meer geduld nodig.

Kortere tijden (1 uur of minder) kunnen alleen herstel in gang zetten, geen volledig uitgloeien. Dit is alleen nuttig voor spanningsvermindering, niet voor het volledig resetten van de eigenschappen.

Als het energieverbruik een probleem is, overweeg dan batchverwerking om de efficiëntie te verbeteren. Maar controleer altijd de inweektijden op basis van de productgrootte en uniformiteit.

Welke koelmethode volgt op het gloeien van 6061?

Het is verleidelijk om het onderdeel uit de oven te halen en aan de lucht te laten afkoelen. Maar dat kan de voordelen van het gloeien tenietdoen.

Na het gloeien moet aluminium 6061 langzaam afkoelen in de oven - met ongeveer 10°C per uur tot 260°C - en daarna afkoelen aan de lucht.

Door deze langzame afkoeling kunnen de nieuwe korrels stabiliseren zonder interne spanning te vormen. Als het te snel wordt afgekoeld, kan het metaal kromtrekken, barsten of niet-uniforme eigenschappen ontwikkelen.

Koelstrategie

Hier is een aanbevolen afkoelingsproces na het uitgloeien:

1. Houden op 775°F (2-3 uur): Volledig gloeien.
2. Afkoelen tot 500°F: Bij 50°F/uur (ongeveer 10°C/uur).
3. Luchtgekoeld tot kamertemperatuur: Eenmaal onder 500°F.

Vermijd geforceerde luchtkoeling of afschrikken met water na het gloeien, tenzij je voor een oplossingsbehandeling gaat. Snel afkoelen verstoort de net gevormde korrelstructuur.

Overzicht Koeltabel

In mijn praktijk leidde het overslaan van gecontroleerde koeling tot afgekeurde onderdelen. De hardheid varieerde tussen batches. Toen we eenmaal begonnen met het goed koelen van de oven, stabiliseerde de productkwaliteit.

Conclusie

Om 6061 aluminium goed te gloeien, verhit je het tot 775 °F (415°C), laat je het 2-3 uur weken en koel je het langzaam af in de oven voordat je het aan de lucht afkoelt. Dit zorgt voor zacht, buigzaam materiaal dat klaar is om gevormd of bewerkt te worden.