Selama perlakuan panas pada aluminium dan paduan aluminium, berbagai permasalahan yang sering ditemui, seperti:
-Penempatan komponen yang tidak tepat: Hal ini dapat menyebabkan deformasi komponen, sering kali disebabkan oleh pembuangan panas yang tidak memadai oleh media quenching dengan kecepatan yang cukup cepat untuk mencapai sifat mekanik yang diinginkan.
-Pemanasan cepat: Hal ini dapat mengakibatkan deformasi termal; penempatan komponen yang tepat membantu memastikan pemanasan merata.
-Panas berlebih: Hal ini dapat menyebabkan pencairan sebagian atau pencairan eutektik.
-Penskalaan permukaan/oksidasi suhu tinggi.
-Perlakuan penuaan yang berlebihan atau tidak memadai, keduanya dapat mengakibatkan hilangnya sifat mekanik.
-Fluktuasi parameter waktu/suhu/quenching yang dapat menyebabkan penyimpangan sifat mekanik dan/atau fisik antara suku cadang dan batch.
-Selain itu, keseragaman suhu yang buruk, waktu insulasi yang tidak memadai, dan pendinginan yang tidak memadai selama perlakuan panas larutan semuanya dapat menyebabkan hasil yang tidak memadai.
Perlakuan panas adalah proses termal yang penting dalam industri aluminium, mari pelajari lebih banyak pengetahuan terkait.
1. Pra-perawatan
Proses pra-perawatan yang memperbaiki struktur dan menghilangkan stres sebelum pendinginan bermanfaat untuk mengurangi distorsi. Pra-perawatan biasanya melibatkan proses seperti spheroidizing annealing dan stress relief annealing, dan beberapa juga mengadopsi perawatan quenching dan tempering atau normalisasi.
Anil Pereda Stres: Selama pemesinan, tegangan sisa dapat timbul karena faktor-faktor seperti metode pemesinan, penggunaan pahat, dan kecepatan pemotongan. Distribusi tegangan yang tidak merata dapat menyebabkan distorsi selama quenching. Untuk mengurangi efek ini, diperlukan anil pelepas stres sebelum pendinginan. Suhu untuk anil pelepas stres umumnya 500-700°C. Pada pemanasan dalam media udara digunakan suhu 500-550°C dengan waktu penahanan 2-3 jam untuk mencegah oksidasi dan dekarburisasi. Distorsi bagian karena berat sendiri harus dipertimbangkan selama pemuatan, dan prosedur lainnya serupa dengan anil standar.
Perlakuan Panaskan Awal untuk Perbaikan Struktur: Ini termasuk spheroidizing annealing, quenching dan tempering, perawatan normalisasi.
-Anil Spheroidisasi: Penting untuk baja perkakas karbon dan baja perkakas paduan selama perlakuan panas, struktur yang diperoleh setelah anil spheroidisasi secara signifikan mempengaruhi tren distorsi selama pendinginan. Dengan menyesuaikan struktur pasca-anil, distorsi reguler selama quenching dapat dikurangi.
-Metode Pra-perawatan Lainnya: Berbagai metode dapat digunakan untuk mengurangi distorsi quenching, seperti quenching dan tempering, perlakuan normalisasi. Memilih pra-perawatan yang sesuai seperti quenching dan tempering, perlakuan normalisasi berdasarkan penyebab distorsi dan material bagian dapat secara efektif mengurangi distorsi. Namun, kehati-hatian diperlukan karena tegangan sisa dan peningkatan kekerasan setelah temper, terutama perlakuan quenching dan tempering dapat mengurangi pemuaian selama quenching untuk baja yang mengandung W dan Mn, namun memiliki pengaruh yang kecil dalam mengurangi deformasi untuk baja seperti GCr15.
Dalam praktik produksi, mengidentifikasi penyebab distorsi quenching, baik yang disebabkan oleh tegangan sisa atau struktur yang buruk, sangat penting untuk penanganan yang efektif. Anil pelepas tegangan harus dilakukan untuk distorsi yang disebabkan oleh tegangan sisa, sedangkan perlakuan seperti temper yang mengubah struktur tidak diperlukan, dan sebaliknya. Hanya dengan cara ini tujuan mengurangi distorsi quenching dapat dicapai untuk menurunkan biaya dan menjamin kualitas.
2. Operasi Pemanasan Pendinginan
Suhu Pendinginan: Suhu pendinginan secara signifikan mempengaruhi distorsi. Kita dapat mencapai tujuan mengurangi deformasi dengan menyesuaikan suhu pendinginan, atau tunjangan pemesinan yang dicadangkan sama dengan suhu pendinginan untuk mencapai tujuan mengurangi deformasi, atau memilih dan mencadangkan tunjangan pemesinan dan suhu pendinginan secara wajar setelah pengujian perlakuan panas , untuk mengurangi tunjangan pemesinan berikutnya. Pengaruh suhu quenching terhadap deformasi quenching tidak hanya berkaitan dengan material yang digunakan pada benda kerja, tetapi juga berkaitan dengan ukuran dan bentuk benda kerja. Bila bentuk dan ukuran benda kerja sangat berbeda, meskipun bahan benda kerja sama, tren deformasi pendinginan sangat berbeda, dan operator harus memperhatikan situasi ini dalam produksi aktual.
Waktu Penahanan Pendinginan: Pemilihan waktu penahanan tidak hanya memastikan pemanasan menyeluruh dan mencapai kekerasan atau sifat mekanik yang diinginkan setelah pendinginan tetapi juga mempertimbangkan pengaruhnya terhadap distorsi. Memperpanjang waktu penahanan quenching pada dasarnya meningkatkan suhu quenching, terutama untuk baja karbon tinggi dan kromium tinggi.
Metode Pemuatan: Jika benda kerja diletakkan dalam bentuk yang tidak wajar pada saat pemanasan, maka akan menimbulkan deformasi akibat berat benda kerja atau deformasi akibat saling ekstrusi antar benda kerja, atau deformasi akibat pemanasan dan pendinginan yang tidak merata akibat penumpukan benda kerja yang berlebihan.
Metode Pemanasan: Untuk benda kerja yang bentuknya kompleks dan ketebalannya bervariasi, terutama benda kerja dengan elemen karbon dan paduan tinggi, proses pemanasan yang lambat dan seragam sangatlah penting. Memanfaatkan pemanasan awal sering kali diperlukan, terkadang memerlukan beberapa siklus pemanasan awal. Untuk benda kerja yang lebih besar yang tidak diproses secara efektif melalui pemanasan awal, penggunaan tungku tahan kotak dengan pemanasan terkontrol dapat mengurangi distorsi yang disebabkan oleh pemanasan cepat.
3. Operasi Pendinginan
Deformasi quenching terutama dihasilkan dari proses pendinginan. Pemilihan media quenching yang tepat, pengoperasian yang terampil, dan setiap langkah proses pendinginan secara langsung mempengaruhi deformasi quenching.
Seleksi Media Pendinginan: Sambil memastikan kekerasan yang diinginkan pasca-quenching, media quenching yang lebih lembut sebaiknya dipilih untuk meminimalkan distorsi. Disarankan menggunakan media penangas air panas untuk pendinginan (untuk memudahkan pelurusan saat bagian masih panas) atau bahkan pendinginan udara. Media dengan laju pendinginan antara air dan minyak juga dapat menggantikan media ganda air-minyak.
—Pendinginan pendingin udara: Pendinginan udara efektif untuk mengurangi deformasi pendinginan pada baja kecepatan tinggi, baja cetakan kromium, dan baja deformasi mikro pendingin udara. Untuk baja 3Cr2W8V yang tidak memerlukan kekerasan tinggi setelah pendinginan, pendinginan udara juga dapat digunakan untuk mengurangi deformasi dengan mengatur suhu pendinginan dengan benar.
—Pendinginan dan pendinginan minyak: oli merupakan media quenching dengan laju pendinginan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan air, namun untuk benda kerja yang memiliki kemampuan pengerasan tinggi, ukuran kecil, bentuk kompleks dan kecenderungan deformasi yang besar, laju pendinginan oli terlalu tinggi, namun untuk benda kerja dengan ukuran kecil namun buruk pengerasan, laju pendinginan oli tidak mencukupi. Untuk mengatasi kontradiksi di atas dan memanfaatkan sepenuhnya pendinginan oli untuk mengurangi deformasi pendinginan benda kerja, masyarakat telah mengadopsi metode penyesuaian suhu oli dan meningkatkan suhu pendinginan untuk memperluas pemanfaatan oli.
—Mengubah suhu minyak pendinginan: menggunakan temperatur oli yang sama untuk quenching untuk mengurangi deformasi quenching masih mempunyai permasalahan sebagai berikut, yaitu pada temperatur oli rendah maka deformasi quenching masih besar, dan pada temperatur oli tinggi sulit dipastikan bahwa benda kerja setelah pendinginan kekerasan. Di bawah pengaruh gabungan bentuk dan bahan beberapa benda kerja, peningkatan suhu minyak pendinginan juga dapat meningkatkan deformasinya. Oleh karena itu, sangat perlu untuk menentukan temperatur oli dari quenching oil setelah lulus pengujian sesuai dengan kondisi sebenarnya material benda kerja, ukuran dan bentuk penampang.
Saat menggunakan minyak panas untuk pendinginan, untuk menghindari kebakaran yang disebabkan oleh suhu minyak tinggi yang disebabkan oleh pendinginan dan pendinginan, peralatan pemadam kebakaran yang diperlukan harus dipasang di dekat tangki minyak. Selain itu, indeks kualitas minyak quenching harus diuji secara teratur, dan minyak baru harus diisi ulang atau diganti tepat waktu.
—Meningkatkan suhu pendinginan: Metode ini cocok untuk benda kerja baja karbon berpenampang kecil dan benda kerja baja paduan yang sedikit lebih besar yang tidak dapat memenuhi persyaratan kekerasan setelah pemanasan dan pelestarian panas pada suhu pendinginan normal dan pendinginan oli. Dengan meningkatkan suhu pendinginan secara tepat dan kemudian pendinginan oli, efek pengerasan dan pengurangan deformasi dapat dicapai. Saat menggunakan metode pendinginan ini, kehati-hatian harus diberikan untuk mencegah masalah seperti pengerasan butiran, penurunan sifat mekanik, dan masa pakai benda kerja karena peningkatan suhu pendinginan.
—Klasifikasi dan austempering: Ketika kekerasan pendinginan dapat memenuhi persyaratan desain, klasifikasi dan austempering media penangas air panas harus dimanfaatkan sepenuhnya untuk mencapai tujuan mengurangi deformasi pendinginan. Metode ini juga efektif untuk baja struktural dan baja perkakas karbon berpenampang kecil dengan kemampuan pengerasan rendah, terutama baja mati yang mengandung kromium dan benda kerja baja kecepatan tinggi dengan kemampuan pengerasan tinggi. Klasifikasi media penangas air panas dan metode pendinginan austempering merupakan metode pendinginan dasar untuk jenis baja ini. Demikian pula, ini juga efektif untuk baja karbon dan baja struktural paduan rendah yang tidak memerlukan kekerasan pendinginan yang tinggi.
Saat melakukan pendinginan dengan mandi air panas, hal-hal berikut harus diperhatikan:
Pertama, ketika penangas minyak digunakan untuk perataan dan pendinginan isotermal, suhu minyak harus dikontrol secara ketat untuk mencegah terjadinya kebakaran.
Kedua, ketika pendinginan dengan kadar garam nitrat, tangki garam nitrat harus dilengkapi dengan instrumen yang diperlukan dan perangkat pendingin air. Untuk tindakan pencegahan lainnya, silakan merujuk ke informasi yang relevan, dan tidak akan mengulanginya di sini.
Ketiga, suhu isotermal harus dikontrol secara ketat selama pendinginan isotermal. Suhu tinggi atau rendah tidak kondusif untuk mengurangi deformasi pendinginan. Selain itu, pada saat austempering, metode penggantungan benda kerja harus dipilih untuk mencegah deformasi akibat berat benda kerja.
Keempat, ketika menggunakan pendinginan isotermal atau bertingkat untuk memperbaiki bentuk benda kerja saat masih panas, perkakas dan perlengkapan harus lengkap, dan tindakan harus cepat selama pengoperasian. Mencegah efek buruk pada kualitas pendinginan benda kerja.
Operasi Pendinginan: Pengoperasian yang terampil selama proses pendinginan memiliki dampak yang signifikan terhadap deformasi quenching, terutama bila menggunakan media quenching air atau oli.
-Arah Entri Medium Quenching yang Benar: Biasanya, benda kerja berbentuk batang yang seimbang atau memanjang secara simetris harus dipadamkan secara vertikal ke dalam media. Bagian asimetris dapat dipadamkan secara miring. Arah yang benar bertujuan untuk memastikan pendinginan yang seragam di seluruh bagian, dengan area pendinginan yang lebih lambat memasuki media terlebih dahulu, diikuti dengan bagian pendinginan yang lebih cepat. Pertimbangan bentuk benda kerja dan pengaruhnya terhadap kecepatan pendinginan sangat penting dalam praktiknya.
-Pergerakan Benda Kerja dalam Media Quenching: Bagian yang didinginkan secara perlahan harus menghadap media pendinginan. Benda kerja yang berbentuk simetris harus mengikuti jalur yang seimbang dan seragam dalam medium, mempertahankan amplitudo kecil dan pergerakan cepat. Untuk benda kerja yang tipis dan memanjang, stabilitas selama quenching sangatlah penting. Hindari mengayun dan pertimbangkan untuk menggunakan klem daripada mengikat kawat untuk kontrol yang lebih baik.
-Kecepatan Pendinginan: Benda kerja harus dipadamkan dengan cepat. Khususnya untuk benda kerja yang tipis dan berbentuk batang, kecepatan quenching yang lebih lambat dapat menyebabkan peningkatan deformasi lentur dan perbedaan deformasi antar bagian yang diquenching pada waktu yang berbeda.
-Pendinginan Terkendali: Untuk benda kerja dengan perbedaan ukuran penampang yang signifikan, lindungi bagian yang mengalami pendinginan lebih cepat dengan bahan seperti tali asbes atau lembaran logam untuk mengurangi laju pendinginan dan mencapai pendinginan yang seragam.
-Waktu Pendinginan dalam Air: Untuk benda kerja yang sebagian besar mengalami deformasi karena tekanan struktural, persingkat waktu pendinginannya di dalam air. Untuk benda kerja yang terutama mengalami deformasi karena tekanan termal, perpanjang waktu pendinginannya di dalam air untuk mengurangi deformasi quenching.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 21 Februari-2024
