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 tidak cukupnya pembuangan panas oleh media pendingin pada laju yang cukup cepat untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan.
-Pemanasan cepat: Ini dapat mengakibatkan deformasi termal; penempatan bagian yang tepat membantu memastikan pemanasan yang merata.
-Terlalu panas: 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 batch.
-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 menghilangkan tegangan sebelum pendinginan bermanfaat untuk mengurangi distorsi. Pra-perlakuan biasanya melibatkan proses seperti anil sferoidisasi dan anil penghilang tegangan, dan beberapa juga mengadopsi pendinginan dan tempering atau perlakuan normalisasi.
Anil Penghilang Stres: Selama pemesinan, tegangan sisa dapat terbentuk karena faktor-faktor seperti metode pemesinan, penggunaan alat, dan kecepatan pemotongan. Distribusi tegangan yang tidak merata ini dapat menyebabkan distorsi selama pendinginan. Untuk mengurangi efek ini, anil pelepas tegangan sebelum 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 bagian karena berat sendiri harus dipertimbangkan selama pemuatan, 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, seseorang dapat mengurangi distorsi reguler selama pendinginan.
-Metode Pra-Perawatan Lainnya: Berbagai metode dapat digunakan untuk mengurangi distorsi akibat pendinginan, seperti pendinginan dan tempering, serta perlakuan normalisasi. Pemilihan perlakuan awal yang sesuai seperti pendinginan dan tempering, serta perlakuan normalisasi berdasarkan penyebab distorsi dan material komponen dapat secara efektif mengurangi distorsi. Namun, kehati-hatian diperlukan untuk tegangan sisa dan peningkatan kekerasan setelah tempering, khususnya perlakuan pendinginan dan tempering dapat mengurangi ekspansi selama pendinginan untuk baja yang mengandung W dan Mn, tetapi memiliki sedikit efek dalam mengurangi deformasi untuk baja seperti GCr15.
Dalam produksi praktis, mengidentifikasi penyebab distorsi pendinginan, apakah itu karena tegangan sisa atau 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, dan sebaliknya. Hanya dengan demikian tujuan mengurangi distorsi pendinginan dapat dicapai untuk menurunkan biaya dan memastikan kualitas.
2. Operasi Pemanasan Pendinginan
Suhu Pendinginan: Suhu pendinginan secara signifikan mempengaruhi distorsi. Kita dapat mencapai tujuan pengurangan deformasi dengan menyesuaikan suhu pendinginan, atau kelonggaran pemesinan yang dicadangkan sama dengan suhu pendinginan untuk mencapai tujuan pengurangan deformasi, atau secara wajar memilih dan mencadangkan kelonggaran pemesinan dan suhu pendinginan setelah pengujian perlakuan panas, sehingga dapat mengurangi kelonggaran pemesinan berikutnya. Pengaruh suhu pendinginan pada deformasi pendinginan tidak hanya terkait dengan material yang digunakan pada benda kerja, tetapi juga terkait dengan ukuran dan bentuk benda kerja. Ketika bentuk dan ukuran benda kerja sangat berbeda, meskipun material benda kerja sama, tren deformasi pendinginan sangat berbeda, dan operator harus memperhatikan situasi ini dalam produksi aktual.
Waktu Tahan Pendinginan: Pemilihan waktu penahanan tidak hanya memastikan pemanasan menyeluruh dan mencapai kekerasan atau sifat mekanis yang diinginkan setelah pendinginan, tetapi juga mempertimbangkan efeknya terhadap distorsi. Memperpanjang waktu penahanan pendinginan pada dasarnya meningkatkan suhu pendinginan, terutama untuk baja karbon tinggi dan kromium tinggi.
Metode Pemuatan: Jika benda kerja ditempatkan dalam bentuk yang tidak wajar selama pemanasan, maka akan menyebabkan deformasi karena berat benda kerja atau deformasi karena ekstrusi timbal balik antara benda kerja, atau deformasi karena pemanasan dan pendinginan yang tidak merata karena penumpukan benda kerja yang berlebihan.
Metode Pemanasan: Untuk 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 sering kali diperlukan, terkadang memerlukan beberapa siklus pemanasan awal. Untuk benda kerja yang lebih besar yang tidak diolah secara efektif melalui pemanasan awal, penggunaan tungku resistansi kotak dengan pemanasan terkendali dapat mengurangi distorsi yang disebabkan oleh pemanasan cepat.
3. Operasi Pendinginan
Deformasi pendinginan terutama dihasilkan dari proses pendinginan. Pemilihan media pendinginan yang tepat, pengoperasian yang terampil, dan setiap langkah proses pendinginan secara langsung memengaruhi deformasi pendinginan.
Pemilihan Media Pendinginan: Sambil memastikan kekerasan yang diinginkan pasca-pendinginan, media pendinginan yang lebih lembut sebaiknya dipilih untuk meminimalkan distorsi. Disarankan menggunakan media rendaman panas untuk pendinginan (untuk memudahkan pelurusan saat komponen masih panas) atau bahkan pendinginan udara. Media dengan laju pendinginan antara air dan minyak juga dapat menggantikan media ganda air-minyak.
—Pendinginan udara: Pendinginan dengan pendinginan udara efektif untuk mengurangi deformasi pendinginan baja kecepatan tinggi, baja cetakan kromium, dan baja mikrodeformasi dengan pendinginan udara. Untuk baja 3Cr2W8V yang tidak memerlukan kekerasan tinggi setelah pendinginan, pendinginan udara juga dapat digunakan untuk mengurangi deformasi dengan menyesuaikan suhu pendinginan dengan benar.
—Pendinginan dan pendinginan oli: Oli merupakan media pendinginan dengan laju pendinginan yang jauh lebih rendah daripada air, tetapi untuk benda kerja dengan pengerasan tinggi, ukuran kecil, bentuk kompleks, dan kecenderungan deformasi besar, laju pendinginan oli terlalu tinggi, tetapi untuk benda kerja dengan ukuran kecil tetapi pengerasan buruk, laju pendinginan oli tidak mencukupi. Untuk mengatasi kontradiksi di atas dan memanfaatkan pendinginan oli sepenuhnya guna mengurangi deformasi pendinginan benda kerja, orang telah mengadopsi metode penyesuaian suhu oli dan peningkatan suhu pendinginan untuk memperluas pemanfaatan oli.
—Mengubah suhu oli pendingin: menggunakan suhu oli yang sama untuk pendinginan guna mengurangi deformasi pendinginan masih memiliki masalah berikut, yaitu, 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 oli pendinginan setelah lulus uji sesuai dengan kondisi aktual material benda kerja, ukuran penampang, dan bentuk.
Bila menggunakan minyak panas untuk pendinginan, untuk menghindari kebakaran yang disebabkan oleh suhu minyak yang tinggi akibat pendinginan dan pendinginan, peralatan pemadam kebakaran yang diperlukan harus dipasang di dekat tangki minyak. Selain itu, indeks kualitas minyak pendingin harus diuji secara berkala, dan minyak baru harus diisi ulang atau diganti tepat waktu.
—Tingkatkan suhu pendinginan: Metode ini cocok untuk benda kerja baja karbon penampang melintang 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 ini untuk pendinginan, kehati-hatian harus dilakukan untuk mencegah masalah seperti pengasaran butiran, pengurangan sifat mekanis, 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 sepenuhnya digunakan untuk mencapai tujuan pengurangan deformasi pendinginan. Metode ini juga efektif untuk baja struktural karbon berpenampang kecil dan baja perkakas dengan kekerasan rendah, terutama baja cetakan yang mengandung kromium dan benda kerja baja kecepatan tinggi dengan kekerasan tinggi. Klasifikasi media penangas air panas dan metode pendinginan austempering adalah 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, ketika penangas minyak digunakan untuk perataan dan pendinginan isotermal, suhu minyak harus dikontrol secara ketat untuk 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 lihat 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, selama pemanasan awal, metode penggantungan benda kerja harus dipilih untuk mencegah deformasi yang disebabkan oleh 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 pengoperasian. Mencegah 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 Pendingin yang Benar: Biasanya, benda kerja berbentuk batang yang simetris seimbang atau memanjang harus didinginkan secara vertikal ke dalam media. Bagian asimetris dapat didinginkan pada sudut tertentu. Arah yang benar bertujuan untuk memastikan pendinginan yang merata di semua 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 Pendinginan: Bagian yang didinginkan secara lambat harus menghadap media pendinginan. Benda kerja yang bentuknya simetris harus mengikuti jalur yang seimbang dan seragam di dalam media, dengan mempertahankan amplitudo yang kecil dan gerakan yang cepat. Untuk benda kerja yang tipis dan memanjang, stabilitas selama pendinginan sangat penting. Hindari berayun dan pertimbangkan untuk menggunakan klem sebagai pengganti pengikat kawat untuk kontrol yang lebih baik.
-Kecepatan Pendinginan: Benda kerja harus didinginkan dengan cepat. Khususnya untuk benda kerja tipis berbentuk batang, kecepatan pendinginan yang lebih lambat dapat menyebabkan peningkatan deformasi tekukan dan perbedaan deformasi antara bagian-bagian yang didinginkan 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 Air: Untuk benda kerja yang terutama mengalami deformasi karena tekanan struktural, persingkat waktu pendinginannya dalam air. Untuk benda kerja yang terutama mengalami deformasi karena tekanan termal, perpanjang waktu pendinginannya dalam air untuk mengurangi deformasi akibat pendinginan.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 21-Feb-2024
