Selama perlakuan panas aluminium dan paduan aluminium, berbagai masalah umum ditemui, seperti:
-Penempatan komponen yang tidak tepat: Hal ini dapat menyebabkan deformasi komponen, sering kali disebabkan oleh pembuangan panas yang tidak memadai oleh media pendingin pada tingkat yang cukup cepat untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan.
-Pemanasan cepat: Ini dapat mengakibatkan deformasi termal; penempatan komponen yang tepat membantu memastikan pemanasan yang merata.
-Panas berlebih: Ini dapat menyebabkan pelelehan sebagian atau pelelehan eutektik.
-Pengerasan permukaan/oksidasi suhu tinggi.
-Perlakuan penuaan yang berlebihan atau tidak memadai, keduanya dapat mengakibatkan hilangnya sifat mekanis.
-Fluktuasi dalam waktu/suhu/parameter pendinginan yang dapat menyebabkan penyimpangan dalam sifat mekanis dan/atau fisik antara bagian dan kelompok.
-Selain itu, keseragaman suhu yang buruk, waktu isolasi yang tidak memadai, dan pendinginan yang tidak memadai selama perlakuan panas larutan semuanya dapat berkontribusi terhadap hasil yang tidak memadai.
Perlakuan panas merupakan proses termal yang krusial dalam industri aluminium, mari selami lebih banyak pengetahuan terkait.
1. Pra-perawatan
Proses pra-perlakuan yang memperbaiki struktur dan mengurangi tegangan sebelum pendinginan (quenching) bermanfaat untuk mengurangi distorsi. Pra-perlakuan biasanya melibatkan proses seperti anil sferoidisasi dan anil pelepas tegangan, dan beberapa juga mengadopsi proses pendinginan dan tempering atau normalisasi.
Anil Penghilang StresSelama pemesinan, tegangan sisa dapat terbentuk karena faktor-faktor seperti metode pemesinan, penggunaan pahat, dan kecepatan pemotongan. Distribusi tegangan yang tidak merata ini dapat menyebabkan distorsi selama proses pendinginan. Untuk mengurangi efek ini, anil pelepas tegangan sebelum proses pendinginan diperlukan. Suhu untuk anil pelepas tegangan umumnya 500-700°C. Saat pemanasan dalam media udara, suhu 500-550°C dengan waktu penahanan 2-3 jam digunakan untuk mencegah oksidasi dan dekarburisasi. Distorsi komponen akibat berat sendiri harus dipertimbangkan selama pembebanan, dan prosedur lainnya serupa dengan anil standar.
Perlakuan Pemanasan Awal untuk Perbaikan Struktur: Ini termasuk spheroidizing annealing, quenching dan tempering, perlakuan normalisasi.
-Anil Sferoidisasi: Penting untuk baja perkakas karbon dan baja perkakas paduan selama perlakuan panas, struktur yang diperoleh setelah anil sferoidisasi secara signifikan memengaruhi tren distorsi selama pendinginan. Dengan menyesuaikan struktur pasca-anil, distorsi yang sering terjadi selama pendinginan dapat dikurangi.
-Metode Pra-perawatan LainnyaBerbagai metode dapat digunakan untuk mengurangi distorsi akibat proses quenching, seperti quenching, tempering, dan normalisasi. Pemilihan pra-perlakuan yang tepat, seperti quenching, tempering, dan normalisasi, berdasarkan penyebab distorsi dan material komponen, dapat secara efektif mengurangi distorsi. Namun, perlu diperhatikan adanya tegangan sisa dan peningkatan kekerasan setelah tempering. Terutama, perlakuan quenching dan tempering dapat mengurangi ekspansi selama proses quenching untuk baja yang mengandung W dan Mn, tetapi hanya sedikit berpengaruh dalam mengurangi deformasi untuk baja seperti GCr15.
Dalam praktik produksi, mengidentifikasi penyebab distorsi quenching, baik akibat tegangan sisa maupun struktur yang buruk, sangat penting untuk penanganan yang efektif. Anil pelepas tegangan harus dilakukan untuk distorsi yang disebabkan oleh tegangan sisa, sementara penanganan seperti tempering yang mengubah struktur tidak diperlukan, begitu pula sebaliknya. Hanya dengan demikian tujuan mengurangi distorsi quenching dapat tercapai untuk menurunkan biaya dan memastikan kualitas.
2.Operasi Pemanasan Pendinginan
Suhu PendinginanSuhu pendinginan berpengaruh signifikan terhadap distorsi. Tujuan pengurangan deformasi dapat dicapai dengan menyesuaikan suhu pendinginan, atau dengan menyesuaikan kelonggaran pemesinan dan suhu pendinginan agar sesuai dengan suhu pendinginan untuk mencapai tujuan pengurangan deformasi. Selain itu, kelonggaran pemesinan dan suhu pendinginan setelah uji perlakuan panas dipilih dan dicadangkan secara wajar, sehingga dapat mengurangi kelonggaran pemesinan selanjutnya. Pengaruh suhu pendinginan terhadap deformasi pendinginan tidak hanya berkaitan dengan material yang digunakan pada benda kerja, tetapi juga berkaitan dengan ukuran dan bentuk benda kerja. Ketika bentuk dan ukuran benda kerja sangat berbeda, meskipun material benda kerja sama, tren deformasi pendinginannya sangat berbeda. Hal ini harus diperhatikan oleh operator dalam proses produksi aktual.
Waktu Tahan PendinginanPemilihan waktu penahanan tidak hanya memastikan pemanasan menyeluruh dan mencapai kekerasan atau sifat mekanis yang diinginkan setelah pendinginan, tetapi juga mempertimbangkan pengaruhnya terhadap distorsi. Memperpanjang waktu penahanan pendinginan pada dasarnya akan meningkatkan suhu pendinginan, terutama pada baja karbon tinggi dan kromium tinggi.
Metode Pemuatan: Jika benda kerja ditempatkan dalam bentuk yang tidak wajar selama pemanasan, maka akan menyebabkan deformasi akibat berat benda kerja atau deformasi akibat saling ekstrusi antara benda kerja, atau deformasi akibat pemanasan dan pendinginan yang tidak merata akibat penumpukan benda kerja yang berlebihan.
Metode PemanasanUntuk benda kerja dengan bentuk kompleks dan ketebalan yang bervariasi, terutama yang mengandung unsur karbon dan paduan tinggi, proses pemanasan yang lambat dan seragam sangat penting. Pemanfaatan pemanasan awal seringkali diperlukan, terkadang memerlukan beberapa siklus pemanasan awal. Untuk benda kerja yang lebih besar yang tidak ditangani secara efektif melalui pemanasan awal, penggunaan tungku resistansi kotak dengan pemanasan terkontrol dapat mengurangi distorsi yang disebabkan oleh pemanasan cepat.
3. Operasi Pendinginan
Deformasi pendinginan terutama disebabkan oleh proses pendinginan. Pemilihan media pendinginan yang tepat, pengoperasian yang terampil, dan setiap langkah dalam proses pendinginan secara langsung memengaruhi deformasi pendinginan.
Pemilihan Media PendinginanSambil memastikan kekerasan yang diinginkan pasca-quenching, media quenching yang lebih ringan sebaiknya dipilih untuk meminimalkan distorsi. Disarankan menggunakan media pemanas untuk pendinginan (agar pelurusan lebih mudah saat komponen masih panas) atau bahkan pendinginan udara. Media dengan laju pendinginan antara air dan oli juga dapat menggantikan media ganda air-oli.
—Pendinginan udaraPendinginan udara efektif untuk mengurangi deformasi pendinginan pada baja kecepatan tinggi, baja cetakan kromium, dan baja mikrodeformasi berpendingin udara. Untuk baja 3Cr2W8V yang tidak memerlukan kekerasan tinggi setelah pendinginan, pendinginan udara juga dapat digunakan untuk mengurangi deformasi dengan menyesuaikan suhu pendinginan dengan tepat.
—Pendinginan dan pendinginan oliOli merupakan media pendinginan dengan laju pendinginan yang jauh lebih rendah daripada air. Namun, untuk benda kerja dengan kemampuan pengerasan tinggi, ukuran kecil, bentuk kompleks, dan kecenderungan deformasi besar, laju pendinginan oli terlalu tinggi. Namun, untuk benda kerja berukuran kecil dengan kemampuan pengerasan rendah, laju pendinginan oli tidak mencukupi. Untuk mengatasi kontradiksi di atas dan memaksimalkan penggunaan pendinginan oli guna mengurangi deformasi akibat pendinginan benda kerja, telah diadopsi metode penyesuaian suhu oli dan peningkatan suhu pendinginan untuk memperluas pemanfaatan oli.
—Mengubah suhu oli pendinginPenggunaan suhu oli yang sama untuk pendinginan guna mengurangi deformasi pendinginan masih memiliki masalah berikut: ketika suhu oli rendah, deformasi pendinginan masih besar, dan ketika suhu oli tinggi, sulit untuk memastikan kekerasan benda kerja setelah pendinginan. Di bawah pengaruh gabungan bentuk dan material beberapa benda kerja, peningkatan suhu oli pendinginan juga dapat meningkatkan deformasinya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menentukan suhu oli pendinginan setelah pengujian berdasarkan kondisi material, ukuran penampang, dan bentuk benda kerja yang sebenarnya.
Saat menggunakan oli panas untuk pendinginan, untuk menghindari kebakaran akibat suhu oli yang tinggi akibat pendinginan dan pendinginan, peralatan pemadam kebakaran yang diperlukan harus dipasang di dekat tangki oli. Selain itu, indeks kualitas oli pendinginan harus diuji secara berkala, dan oli baru harus diisi ulang atau diganti tepat waktu.
—Tingkatkan suhu pendinginanMetode ini cocok untuk benda kerja baja karbon dengan penampang kecil dan benda kerja baja paduan yang sedikit lebih besar yang tidak dapat memenuhi persyaratan kekerasan setelah pemanasan dan pengawetan panas pada suhu pendinginan normal dan pendinginan oli. Dengan meningkatkan suhu pendinginan dan kemudian pendinginan oli secara tepat, efek pengerasan dan pengurangan deformasi dapat dicapai. Saat menggunakan metode pendinginan ini, perlu diperhatikan untuk mencegah masalah seperti pengasaran butiran, penurunan sifat mekanik, dan masa pakai benda kerja akibat peningkatan suhu pendinginan.
—Klasifikasi dan austemperingKetika kekerasan pendinginan dapat memenuhi persyaratan desain, klasifikasi dan austempering media penangas air panas harus dimanfaatkan sepenuhnya untuk mencapai tujuan pengurangan deformasi pendinginan. Metode ini juga efektif untuk baja struktural karbon berpenampang kecil dan baja perkakas dengan kekerasan rendah, terutama baja die yang mengandung kromium dan benda kerja baja kecepatan tinggi dengan kekerasan tinggi. Klasifikasi media penangas air panas dan metode pendinginan austempering merupakan metode pendinginan dasar untuk jenis baja ini. Demikian pula, metode ini juga efektif untuk baja karbon dan baja struktural paduan rendah yang tidak memerlukan kekerasan pendinginan tinggi.
Saat melakukan pendinginan dengan mandi air panas, hal-hal berikut harus diperhatikan:
Pertama, bila penangas minyak digunakan untuk perataan dan pendinginan isotermal, suhu minyak harus dikontrol secara ketat guna mencegah terjadinya kebakaran.
Kedua, saat pendinginan dengan kadar garam nitrat, tangki garam nitrat harus dilengkapi dengan instrumen dan perangkat pendingin air yang diperlukan. Untuk tindakan pencegahan lainnya, silakan merujuk pada informasi yang relevan, dan tidak akan saya ulangi di sini.
Ketiga, suhu isotermal harus dikontrol secara ketat selama proses quenching isotermal. Suhu tinggi atau rendah tidak efektif untuk mengurangi deformasi quenching. Selain itu, selama proses austempering, metode penggantungan benda kerja harus dipilih untuk mencegah deformasi akibat berat benda kerja.
Keempat, saat menggunakan pendinginan isotermal atau bergradasi untuk mengoreksi bentuk benda kerja saat masih panas, perkakas dan perlengkapan harus dilengkapi sepenuhnya, dan tindakan harus cepat selama operasi. Cegah efek buruk pada kualitas pendinginan benda kerja.
Operasi Pendinginan:Pengoperasian yang terampil selama proses pendinginan memiliki dampak yang signifikan terhadap deformasi pendinginan, terutama bila media pendinginan air atau minyak digunakan.
-Arah Masuknya Media Pendinginan yang BenarBiasanya, benda kerja berbentuk batang yang seimbang secara simetris atau memanjang harus di-quench secara vertikal ke dalam media. Bagian asimetris dapat di-quench pada sudut tertentu. Arah yang tepat bertujuan untuk memastikan pendinginan yang merata di seluruh bagian, dengan area pendinginan yang lebih lambat memasuki media terlebih dahulu, diikuti oleh bagian pendinginan yang lebih cepat. Pertimbangan bentuk benda kerja dan pengaruhnya terhadap kecepatan pendinginan sangat penting dalam praktik.
-Pergerakan Benda Kerja dalam Media PendinginanBagian yang didinginkan secara lambat harus menghadap media pendinginan. Benda kerja dengan bentuk simetris harus mengikuti jalur yang seimbang dan seragam di dalam media, dengan amplitudo yang kecil dan gerakan yang cepat. Untuk benda kerja yang tipis dan memanjang, stabilitas selama pendinginan sangat penting. Hindari ayunan dan pertimbangkan untuk menggunakan klem alih-alih pengikat kawat untuk kontrol yang lebih baik.
-Kecepatan PendinginanBenda kerja harus di-quench dengan cepat. Khususnya untuk benda kerja tipis berbentuk batang, kecepatan quench yang lebih lambat dapat menyebabkan peningkatan deformasi tekukan dan perbedaan deformasi antar bagian yang di-quench pada waktu yang berbeda.
-Pendinginan Terkendali: Untuk benda kerja dengan perbedaan signifikan dalam ukuran penampang, lindungi bagian yang lebih cepat dingin dengan bahan seperti tali asbes atau lembaran logam untuk mengurangi laju pendinginan dan mencapai pendinginan yang seragam.
-Waktu Pendinginan dalam AirUntuk benda kerja yang terutama mengalami deformasi akibat tekanan struktural, perpendek waktu pendinginan dalam air. Untuk benda kerja yang terutama mengalami deformasi akibat tekanan termal, perpanjang waktu pendinginan dalam air untuk mengurangi deformasi akibat pendinginan.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminum
Waktu posting: 21 Februari 2024
