Ի՞նչ կապ կա ջերմային մշակման գործընթացի, շահագործման և դեֆորմացիայի միջև։

Ալյումինի և ալյումինե համաձուլվածքների ջերմային մշակման ընթացքում հաճախ հանդիպում են տարբեր խնդիրներ, ինչպիսիք են՝

- Մասի սխալ տեղադրում. Սա կարող է հանգեցնել մասի դեֆորմացիայի, որը հաճախ պայմանավորված է մարող միջավայրի կողմից ջերմության անբավարար կլանմամբ՝ ցանկալի մեխանիկական հատկություններին հասնելու համար բավականաչափ արագ տեմպերով։

-Արագ տաքացում. Սա կարող է հանգեցնել ջերմային դեֆորմացիայի. մասերի ճիշտ տեղադրումը նպաստում է հավասարաչափ տաքացմանը։

-Գերտաքացում. Սա կարող է հանգեցնել մասնակի հալման կամ էվտեկտիկ հալման։

-Մակերեսային թեփոտում/բարձր ջերմաստիճանային օքսիդացում։

- Չափից շատ կամ անբավարար ծերացման մշակում, որոնցից երկուսն էլ կարող են հանգեցնել մեխանիկական հատկությունների կորստի։

- Ժամանակի/ջերմաստիճանի/մարման պարամետրերի տատանումներ, որոնք կարող են առաջացնել մեխանիկական և/կամ ֆիզիկական հատկությունների շեղումներ մասերի և խմբաքանակների միջև։

-Բացի այդ, ջերմաստիճանի վատ միատարրությունը, մեկուսացման անբավարար ժամանակը և լուծույթի ջերմային մշակման ընթացքում անբավարար սառեցումը կարող են նպաստել անբավարար արդյունքների։

Ջերմային մշակումը ալյումինի արդյունաբերության մեջ կարևորագույն ջերմային գործընթաց է, եկեք խորանանք ավելի շատ առնչվող գիտելիքների մեջ։

1. Նախնական մշակում

Նախնական մշակման գործընթացները, որոնք բարելավում են կառուցվածքը և թեթևացնում լարվածությունը մարելուց առաջ, օգտակար են աղավաղումը նվազեցնելու համար: Նախնական մշակումը սովորաբար ներառում է այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են գնդաձև թրծումը և լարվածության նվազեցման թրծումը, իսկ որոշները նաև կիրառում են թրծում և կոփում կամ նորմալացում:

Սթրեսից ազատումՄեքենաշինության ընթացքում մնացորդային լարումներ կարող են առաջանալ այնպիսի գործոնների պատճառով, ինչպիսիք են մեքենայացման մեթոդները, գործիքի օգտագործումը և կտրման արագությունը: Այս լարումների անհավասար բաշխումը կարող է հանգեցնել աղավաղման մարման ընթացքում: Այս ազդեցությունները մեղմելու համար անհրաժեշտ է լարման թեթևացման թրծում մարումից առաջ: Լարման թեթևացման թրծման ջերմաստիճանը սովորաբար 500-700°C է: Օդային միջավայրում տաքացնելիս օգտագործվում է 500-550°C ջերմաստիճան՝ 2-3 ժամ պահպանման ժամանակով՝ օքսիդացումը և ապաածխաջրացումը կանխելու համար: Բեռնման ընթացքում պետք է հաշվի առնել սեփական քաշի պատճառով մասնակի աղավաղումը, իսկ մյուս ընթացակարգերը նման են ստանդարտ թրծմանը:

Կառուցվածքի բարելավման համար նախնական տաքացման մշակումՍա ներառում է գնդաձև թրծում, մարում և կոփում, նորմալացնող մշակում։

-Սֆերոիդացնող թրծումԱծխածնային և համաձուլված գործիքային պողպատի համար ջերմային մշակման ընթացքում էական նշանակություն ունի գնդաձև թրծումից հետո ստացված կառուցվածքը, որը զգալիորեն ազդում է մարման ընթացքում աղավաղման միտման վրա: Հետթրծման կառուցվածքը կարգավորելով՝ կարելի է նվազեցնել կանոնավոր աղավաղումը մարման ընթացքում:

-Այլ նախնական մշակման մեթոդներՄարման աղավաղումը նվազեցնելու համար կարելի է կիրառել տարբեր մեթոդներ, ինչպիսիք են մարումը և կոփումը, նորմալացնելով մշակումը: Համապատասխան նախնական մշակումների ընտրությունը, ինչպիսիք են մարումը և կոփումը, նորմալացնելով մշակումը՝ հիմնվելով աղավաղման պատճառի և մասի նյութի վրա, կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել աղավաղումը: Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտ է զգուշություն ցուցաբերել մնացորդային լարվածությունների և կոփումից հետո կարծրության աճի նկատմամբ, հատկապես մարման և կոփման մշակումը կարող է նվազեցնել ընդարձակումը կոփման ընթացքում W և Mn պարունակող պողպատների համար, բայց քիչ ազդեցություն ունի դեֆորմացիայի նվազեցման վրա այնպիսի պողպատների համար, ինչպիսին է GCr15-ը:

Գործնականում, արդյունավետ մշակման համար կարևոր է պարզել մարման աղավաղման պատճառը, անկախ նրանից՝ դա պայմանավորված է մնացորդային լարումներով, թե վատ կառուցվածքով: Մնացորդային լարումներից առաջացած աղավաղման դեպքում պետք է իրականացվի լարվածության նվազեցման թրծում, մինչդեռ կառուցվածքը փոխող կոփման նման մշակումները պարտադիր չեն, և հակառակը: Միայն այդ դեպքում կարելի է հասնել մարման աղավաղման նվազեցման նպատակին՝ ծախսերը նվազեցնելու և որակն ապահովելու համար:

2. Ջեռուցման մարման գործողություն

Հանգստացման ջերմաստիճանՄարման ջերմաստիճանը զգալիորեն ազդում է աղավաղման վրա: Մենք կարող ենք հասնել դեֆորմացիայի նվազեցման նպատակին՝ կարգավորելով մարման ջերմաստիճանը, կամ պահպանված մեքենայական թույլտվությունը նույնն է, ինչ մարման ջերմաստիճանը՝ դեֆորմացիան նվազեցնելու նպատակին հասնելու համար, կամ ջերմային մշակումից հետո մեքենայական թույլտվությունը և մարման ջերմաստիճանը ողջամտորեն ընտրելով և պահպանելով՝ հետագա մեքենայական թույլտվությունը նվազեցնելու համար: Մարման ջերմաստիճանի ազդեցությունը մարման դեֆորմացիայի վրա կապված է ոչ միայն աշխատանքային մասի մեջ օգտագործված նյութի, այլև աշխատանքային մասի չափի և ձևի հետ: Երբ աշխատանքային մասի ձևն ու չափը շատ տարբեր են, չնայած աշխատանքային մասի նյութը նույնն է, մարման դեֆորմացիայի միտումը բավականին տարբեր է, և օպերատորը պետք է ուշադրություն դարձնի այս իրավիճակին իրական արտադրության մեջ:

Հանգստացման ժամանակՊահման ժամանակի ընտրությունը ոչ միայն ապահովում է լիարժեք տաքացում և ցանկալի կարծրության կամ մեխանիկական հատկությունների ձեռքբերումը մրգացումից հետո, այլև հաշվի է առնում դրա ազդեցությունը աղավաղման վրա: Մրգացման ժամանակի երկարացումը էապես մեծացնում է մրգացման ջերմաստիճանը, ինչը հատկապես արտահայտված է բարձր ածխածնային և բարձր քրոմ պարունակությամբ պողպատի դեպքում:

Բեռնման մեթոդներԵթե ​​​​պատրաստվածքը տաքացման ընթացքում տեղադրվում է անհիմն ձևով, դա կառաջացնի դեֆորմացիա՝ պատրաստվածքի քաշի պատճառով կամ դեֆորմացիա՝ պատրաստվածքի մասերի միջև փոխադարձ արտամղման պատճառով, կամ դեֆորմացիա՝ պատրաստվածքի մասերի չափազանց կուտակման պատճառով անհավասար տաքացման և սառեցման պատճառով։

Ջեռուցման մեթոդԲարդ ձևի և տարբեր հաստության աշխատանքային մասերի համար, հատկապես բարձր ածխածնային և համաձուլվածքային տարրերով մասերի, դանդաղ և միատարր տաքացման գործընթացը կարևոր է: Նախնական տաքացման օգտագործումը հաճախ անհրաժեշտ է, երբեմն պահանջելով բազմակի նախնական տաքացման ցիկլեր: Ավելի մեծ աշխատանքային մասերի համար, որոնք արդյունավետորեն չեն մշակվում նախնական տաքացման միջոցով, կառավարվող տաքացմամբ տուփային դիմադրության վառարանի օգտագործումը կարող է նվազեցնել արագ տաքացման հետևանքով առաջացած աղավաղումը:

3. Սառեցման գործողություն

Հանգստացման դեֆորմացիան հիմնականում առաջանում է սառեցման գործընթացից: Հանգստացման միջավայրի ճիշտ ընտրությունը, հմուտ շահագործումը և սառեցման գործընթացի յուրաքանչյուր քայլը անմիջականորեն ազդում են հանգստացման դեֆորմացիայի վրա:

Հանգստացնող միջավայրի ընտրությունՀալեցումից հետո ցանկալի կարծրությունն ապահովելուն զուգընթաց, աղավաղումը նվազագույնի հասցնելու համար պետք է նախընտրել ավելի մեղմ հալեցման միջավայրեր: Խորհուրդ է տրվում օգտագործել տաքացված լոգանքի միջավայրեր սառեցման համար (մասսը դեռևս տաք վիճակում ուղղելը հեշտացնելու համար) կամ նույնիսկ օդային սառեցում: Ջրի և յուղի միջև սառեցման արագություն ունեցող միջավայրերը նույնպես կարող են փոխարինել ջուր-յուղ կրկնակի միջավայրերին:

—Օդային սառեցման մարումՕդային սառեցմամբ մարումը արդյունավետ է արագագործ պողպատի, քրոմապատ ձուլվածքային պողպատի և օդային սառեցմամբ միկրոդեֆորմացիոն պողպատի մարման դեֆորմացիան նվազեցնելու համար: 3Cr2W8V պողպատի համար, որը մարումից հետո բարձր կարծրություն չի պահանջում, օդային մարումը կարող է օգտագործվել նաև դեֆորմացիան նվազեցնելու համար՝ մարման ջերմաստիճանը պատշաճ կերպով կարգավորելով:

— Յուղի սառեցում և մարումՅուղը մարման միջավայր է՝ ջրից շատ ավելի ցածր սառեցման արագությամբ, սակայն բարձր կարծրացման, փոքր չափերի, բարդ ձևի և մեծ դեֆորմացիայի հակում ունեցող աշխատանքային մասերի համար յուղի սառեցման արագությունը չափազանց բարձր է, սակայն փոքր չափերի, բայց վատ կարծրացման հակում ունեցող աշխատանքային մասերի համար յուղի սառեցման արագությունը բավարար չէ: Վերոնշյալ հակասությունները լուծելու և աշխատանքային մասերի մարման դեֆորմացիան նվազեցնելու համար յուղի մարման լիարժեքորեն օգտագործելու համար մարդիկ ընդունել են յուղի ջերմաստիճանը կարգավորելու և մարման ջերմաստիճանը բարձրացնելու մեթոդներ՝ յուղի օգտագործումը ընդլայնելու համար:

- Հալեցնող յուղի ջերմաստիճանի փոփոխությունՆույն յուղի ջերմաստիճանի օգտագործումը մարման համար մարման դեֆորմացիան նվազեցնելու համար դեռևս ունի հետևյալ խնդիրները. երբ յուղի ջերմաստիճանը ցածր է, մարման դեֆորմացիան դեռևս մեծ է, և երբ յուղի ջերմաստիճանը բարձր է, դժվար է ապահովել, որ մշակվող մասը կարծրանա մարման գործընթացից հետո: Որոշ մշակվող մասերի ձևի և նյութի համակցված ազդեցության տակ, մարման յուղի ջերմաստիճանի բարձրացումը նույնպես կարող է մեծացնել դրա դեֆորմացիան: Հետևաբար, շատ կարևոր է որոշել մարման յուղի յուղի ջերմաստիճանը փորձարկումը հանձնելուց հետո՝ համաձայն մշակվող մասի նյութի իրական պայմանների, լայնական հատույթի չափի և ձևի:

Հանգստացման համար տաք յուղ օգտագործելիս, հանգստացման և սառեցման հետևանքով յուղի բարձր ջերմաստիճանից առաջացող հրդեհից խուսափելու համար, յուղի բաքի մոտ պետք է տեղադրվեն անհրաժեշտ հրդեհաշիջման սարքավորումներ։ Բացի այդ, հանգստացնող յուղի որակի ինդեքսը պետք է պարբերաբար ստուգվի, և նոր յուղը պետք է ժամանակին լրացվի կամ փոխարինվի։

- Բարձրացրեք հալեցման ջերմաստիճանըԱյս մեթոդը հարմար է փոքր լայնական հատույթի ածխածնային պողպատե և մի փոքր ավելի մեծ համաձուլված պողպատե արտադրամասերի համար, որոնք չեն կարող բավարարել կարծրության պահանջները տաքացնելուց և ջերմության պահպանմանց հետո նորմալ մարման ջերմաստիճաններում և յուղով մարման դեպքում: Մարման ջերմաստիճանը համապատասխանաբար բարձրացնելով, ապա յուղով մարելով՝ կարելի է հասնել կարծրացման և դեֆորմացիայի նվազեցման ազդեցության: Այս մեթոդը մարման համար օգտագործելիս պետք է զգույշ լինել՝ կանխելու այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են հատիկների կոպտացումը, մեխանիկական հատկությունների և արտադրամասի ծառայության ժամկետի նվազումը՝ մարման ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով:

- Դասակարգում և շտկումԵրբ մարման կարծրությունը կարող է բավարարել նախագծման պահանջները, տաք լոգանքի միջավայրի դասակարգումը և կոփումը պետք է լիովին օգտագործվեն մարման դեֆորմացիան նվազեցնելու նպատակին հասնելու համար: Այս մեթոդը նաև արդյունավետ է ցածր կարծրացման, փոքր հատվածքի ածխածնային կառուցվածքային պողպատի և գործիքային պողպատի համար, մասնավորապես՝ քրոմ պարունակող մատրիցային պողպատի և բարձր կարծրացման ունակությամբ արագագործ պողպատի աշխատանքային մասերի համար: Տաք լոգանքի միջավայրի դասակարգումը և սառեցման կոփման մեթոդը այս տեսակի պողպատի հիմնական կոփման մեթոդներն են: Նմանապես, այն նաև արդյունավետ է այն ածխածնային պողպատների և ցածր համաձուլվածքային կառուցվածքային պողպատների համար, որոնք չեն պահանջում բարձր կոփման կարծրություն:

Տաք լոգանքով մարելիս պետք է ուշադրություն դարձնել հետևյալ խնդիրներին.

Նախ, երբ յուղային լոգանքն օգտագործվում է տեսակավորման և իզոթերմային մարման համար, յուղի ջերմաստիճանը պետք է խստորեն վերահսկվի՝ հրդեհի առաջացումը կանխելու համար։

Երկրորդ, նիտրատային աղերի տեսակներով մարման ժամանակ նիտրատային աղի բաքը պետք է հագեցած լինի անհրաժեշտ գործիքներով և ջրային սառեցման սարքերով: Այլ նախազգուշական միջոցառումների համար խնդրում ենք դիմել համապատասխան տեղեկատվությանը և այստեղ դրանք չենք կրկնի:

Երրորդ, իզոթերմ մարման ժամանակ պետք է խստորեն վերահսկվի իզոթերմ ջերմաստիճանը։ Բարձր կամ ցածր ջերմաստիճանը չի նպաստում մարման դեֆորմացիայի նվազեցմանը։ Բացի այդ, կոփման ժամանակ պետք է ընտրել աշխատանքային մասի կախման եղանակը՝ աշխատանքային մասի քաշի պատճառով դեֆորմացիան կանխելու համար։

Չորրորդ, երբ օգտագործվում է իզոթերմ կամ աստիճանական մարում նախապատրաստվածքի տաք վիճակում ձևը շտկելու համար, գործիքակազմը և հարմարանքները պետք է լիովին հագեցած լինեն, և գործողությունը պետք է արագ լինի շահագործման ընթացքում: Կանխեք նախապատրաստվածքի մարման որակի վրա բացասական ազդեցությունը:

Սառեցման գործողությունՍառեցման գործընթացի ընթացքում հմուտ աշխատանքը զգալի ազդեցություն ունի մարման դեֆորմացիայի վրա, հատկապես, երբ օգտագործվում են ջուր կամ յուղային մարման միջոցներ։

- Հանգստացնող միջավայրի մուտքագրման ճիշտ ուղղությունՍովորաբար, սիմետրիկորեն հավասարակշռված կամ երկարավուն ձողանման աշխատանքային կտորները պետք է ուղղահայաց թրջվեն միջավայրի մեջ: Ասիմետրիկ մասերը կարող են թրջվել որոշակի անկյան տակ: Ճիշտ ուղղությունը նպատակ ունի ապահովել բոլոր մասերի միատարր սառեցումը՝ նախ միջավայր մտնելով ավելի դանդաղ սառեցման հատվածների, ապա՝ ավելի արագ սառեցման հատվածների: Գործնականում կարևոր է հաշվի առնել աշխատանքային կտորի ձևը և դրա ազդեցությունը սառեցման արագության վրա:

-Մարմնի մասերի շարժը մարման միջավայրումԴանդաղ սառչող մասերը պետք է ուղղված լինեն դեպի մարման միջավայրը։ Սիմետրիկ ձևի աշխատանքային մասերը պետք է հետևեն հավասարակշռված և միատարր ուղու միջավայրին, պահպանելով փոքր ամպլիտուդ և արագ շարժում։ Բարակ և երկարավուն աշխատանքային մասերի համար մարման ընթացքում կայունությունը կարևոր է։ Խուսափեք տատանումներից և ավելի լավ կառավարման համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել սեղմակներ մետաղալարերի փոխարեն։

- Հալեցման արագությունԱշխատանքային մասերը պետք է արագ թրջվեն։ Հատկապես բարակ, ձողանման աշխատանքային մասերի դեպքում, թրջման ավելի դանդաղ արագությունը կարող է հանգեցնել ծռման դեֆորմացիայի աճի և տարբեր ժամանակներում թրջված հատվածների միջև դեֆորմացիայի տարբերությունների։

- Կառավարվող սառեցումԼայնական հատույթի չափերի զգալի տարբերություններով աշխատանքային մասերի համար պաշտպանեք արագ սառչող հատվածները ասբեստի պարանների կամ մետաղական թիթեղների նման նյութերով՝ դրանց սառեցման արագությունը նվազեցնելու և միատարր սառեցում ապահովելու համար։

-Ջրի մեջ սառեցման ժամանակըԿառուցվածքային լարվածության պատճառով հիմնականում դեֆորմացիայի ենթարկվող աշխատանքային մասերի համար կրճատեք դրանց սառեցման ժամանակը ջրում: Ջերմային լարվածության պատճառով հիմնականում դեֆորմացիայի ենթարկվող աշխատանքային մասերի համար երկարացրեք դրանց սառեցման ժամանակը ջրում՝ մարման դեֆորմացիան նվազեցնելու համար:

Խմբագրել է Մեյ Ջիանգը՝ MAT Aluminum-ից