Alumiiniumi kuumtöötluse ülesanne on parandada materjalide mehaanilisi omadusi, kõrvaldada jääkpinged ja parandada metallide töödeldavust. Vastavalt kuumtöötluse erinevatele eesmärkidele saab protsessid jagada kahte kategooriasse: eelkuumtöötlus ja lõplik kuumtöötlus.
Eelkuumutustöötluse eesmärk on parandada töötlemistulemusi, kõrvaldada sisemine pinge ja valmistada ette hea metallograafiline struktuur lõplikuks kuumtöötluseks. Selle kuumtöötlusprotsess hõlmab lõõmutamist, normaliseerimist, vanandamist, karastamist ja noolutamist jne.
1) Lõõmutamine ja normaliseerimine
Kuumtöödeldud alumiiniumtoorikute puhul kasutatakse lõõmutamist ja normaliseerimist. Süsinikterast ja legeerterast, mille süsinikusisaldus on üle 0,5%, lõõmutatakse sageli kõvaduse vähendamiseks ja lõikamise hõlbustamiseks; süsinikterast ja legeerterast, mille süsinikusisaldus on alla 0,5%, kasutatakse selleks, et vältida noa külge kleepumist liiga madala kõvaduse korral. Ja normaliseerivat töötlust. Lõõmutamine ja normaliseerimine võivad siiski viimistleda terasid ja ühtlast struktuuri ning valmistada ette järgnevaks kuumtöötluseks. Lõõmutamine ja normaliseerimine toimub tavaliselt pärast tooriku valmistamist ja enne töötlemata töötlemist.
2) Vananemisravi
Vananemistöötlust kasutatakse peamiselt toorikute valmistamisel ja töötlemisel tekkivate sisepingete kõrvaldamiseks.
Liigse transpordikoormuse vältimiseks piisab üldise täpsusega detailide puhul ühest vanandamisprotseduurist enne viimistlemist. Kõrge täpsusnõuetega detailide, näiteks koordinaatpuurimismasina karbiku jms puhul tuleks aga korraldada kaks või mitu vanandamisprotseduuri. Lihtsad detailid üldiselt vanandamistöötlust ei vaja.
Lisaks valanditele paigutatakse mõnede halva jäikusega täppisdetailide, näiteks täppiskruvide puhul sageli mitu vanandustöötlust, et kõrvaldada töötlemise ajal tekkiv sisemine pinge ja stabiliseerida detailide töötlemise täpsus, seejärel töötlemata ja pooltäpsendatud töötlemine. Mõnede võllidetailide puhul tuleks vanandustöötlus läbi viia ka pärast sirgendusprotsessi.
3) Karastamine ja noolutamine
Karastamine ja noolutamine viitab kõrgel temperatuuril karastamisele pärast karastamist. See võimaldab saada ühtlase ja noolutatud sorbiitstruktuuri, mis on ettevalmistus deformatsiooni vähendamiseks pinna karastamise ja nitrideerimise ajal. Seetõttu saab karastamist ja noolutamist kasutada ka eelkuumutustöötlusena.
Karastus- ja noolutusdetailide paremate terviklike mehaaniliste omaduste tõttu saab seda kasutada ka mõnede osade puhul, mis ei vaja suurt kõvadust ja kulumiskindlust, lõpliku kuumtöötlusprotsessina.
Lõpliku kuumtöötluse eesmärk on parandada mehaanilisi omadusi, nagu kõvadus, kulumiskindlus ja tugevus. Selle kuumtöötlusprotsess hõlmab karastamist, karastamist ja karastamist ning nitrideerimist.
1) Kustutamine
Karastamine jaguneb pinnakarastuseks ja üldiseks karastuseks. Pinnakarastust kasutatakse laialdaselt selle väikese deformatsiooni, oksüdatsiooni ja dekarbonisatsiooni tõttu ning pinnakarastusel on ka eelised suure välistugevuse ja hea kulumiskindluse osas, säilitades samal ajal hea sisemise sitkuse ja tugeva löögikindluse. Pinnakarastusega osade mehaaniliste omaduste parandamiseks on sageli vaja eelkuumutamiseks kuumtöötlust, näiteks karastamist ja noolutamist või normaliseerimist. Selle üldised protsesside marsruudid on: tühjendamine, sepistamine, normaliseerimine, lõõmutamine, töötlemata töötlemine, karastamine ja noolutamine, poolviimistlus, pinnakarastamine ja viimistlemine.
2) Karastamine ja kustutamine
Karastamine ja karastamine suurendavad esmalt detaili pinnakihi süsinikusisaldust ning pärast karastamist saavutab pinnakiht kõrge kõvaduse, samal ajal kui südamik säilitab teatud tugevuse, suure sitkuse ja plastilisuse. Karastamine jaguneb üldiseks ja osaliseks karastamiseks. Osalise karastamisel tuleks karaseerimata detailide puhul võtta imbumisvastaseid meetmeid. Kuna karastamine ja karastamine põhjustavad suuri deformatsioone ning karastussügavus on üldiselt 0,5–2 mm, toimub karastusprotsess tavaliselt poolviimistluse ja viimistluse vahel.
Protsessi marsruut on üldiselt järgmine: tühjendamine, sepistamine, normaliseerimine, töötlemata töötlemine, poolviimistlus, karastamine ja kustutamine ning viimistlemine. Kui karastamise ja kustutamise osa mittekarburiseeritud osa võtab pärast varu suurendamist vastu protsessiplaani liigse karastatud kihi eemaldamiseks, tuleks liigse karastatud kihi eemaldamise protsess korraldada pärast karastamist ja kustutamist ning enne karastamist.
3) Nitriidtöötlus
Nitriidimine on lämmastikuaatomite metalli pinnale imbumise protsess, mille käigus saadakse lämmastikku sisaldavate ühendite kiht. Nitriidkiht võib parandada detaili pinna kõvadust, kulumiskindlust, väsimustugevust ja korrosioonikindlust. Kuna nitrideerimistemperatuur on madal, deformatsioon väike ja nitrideerimiskiht õhuke, tavaliselt mitte üle 0,6–0,7 mm, tuleks nitrideerimisprotsess alustada võimalikult hilja. Nitriideerimise ajal deformatsiooni vähendamiseks kasutatakse pingete leevendamiseks tavaliselt kõrgel temperatuuril karastamist.
Toimetanud May Jiang MAT Aluminist
Postituse aeg: 04.09.2023
