Proizvodnja aluminijumske legure die odljeva složen je proces u kojem različiti faktori mogu značajno utjecati na kvalitetu i performanse konačnog proizvoda. Među tim faktorima metoda hlađenja igra presudnu ulogu u određivanju mikrostrukture i svojstava matrice - lijevanih dijelova. Kao iskusni dobavljač odljeva od aluminijskog legure, svjedoci sam iz prve ruke raznolike efekte različitih metoda hlađenja na kraju - proizvodi.
Uticaj na mikrostrukturu
Mikrostruktura odljevanih maluminskih legura usko je povezana s brzinom hlađenja tokom procesa učvršćivanja. Različite metode hlađenja nude različite stope hlađenja, koje zauzvrat vode do različitih mikrostrukturnih karakteristika.
Brzo hlađenje
Brze metode hlađenja, poput gašenja vode, mogu rezultirati novčanim - zrnatim mikrostrukturom. Kada se legura od rastopljenih aluminija brzo se hladi, stopa nuklearstva čvrstih čestica značajno se povećava. Prema principima učvršćivanja, veća stopa nukleacije dovodi do većeg broja kristalnih jezgara koji raste u fine žitarice. Fine - zrnate mikrostrukture imaju nekoliko prednosti. Oni mogu poboljšati mehanička svojstva odljevaka matrice, uključujući snagu i tvrdoću. Manja veličina zrna pruža više granica zrna, koje djeluju kao prepreke pokretu dislokacije. Dislokacije su linijske nedostatke u kristalnoj rešetki, a njihovo kretanje je povezano sa deformacijom materijala. Ometajućim dislokacijskim pokretom, finim - zrnatim mikrostrukturima poboljšavaju otpor materijala na plastičnu deformaciju, čime se povećava njegova snaga i tvrdoća.
Međutim, brzo hlađenje ima i neke nedostatke. Može uvesti visoke preostale napone u matričkim odljevcima. Tokom brzog hlađenja, vanjski sloj livenja učvršćuje prvo i ugovore. Unutarnji sloj, koji je još uvijek u polu-rastopnom stanju, pokušava se oduprijeti ovoj kontrakciji. Kao rezultat toga, generiraju se veliki unutrašnji naprezanja. Ovi preostali naponi mogu uzrokovati izobličenje odljevaka matrice tokom naknadnih procesa obrade ili toplinskih obrada. U nekim slučajevima mogu čak dovesti do pucanja dijelova, posebno u područjima sa složenim geometrima ili visokim koncentracijama stresa.
Sporo hlađenje
Suprotno tome, uspori metode hlađenja, poput hlađenja zraka, rezultirati grubom - zrnate mikrostrukturom. Sa nižom brzinom hlađenja, brzina nukleacije je relativno niska, a postojeća kristalna jezgra ima više vremena za rast. To dovodi do formiranja većih žitarica. Grube - zrnate mikrostrukture uglavnom imaju nižu snagu i tvrdoću u odnosu na fine - zrnate. Međutim, oni mogu ponuditi bolju duktilnost. Veća zrna omogućavaju više pokreta dislokacije, što znači da materijal može proći više plastične deformacije prije kvara. Ova nekretnina može biti korisna u prijavama u kojima su odljeve matrice moraju izdržati određeni stupanj deformacije bez lomljenja.
Sporo hlađenje takođe pomaže u smanjenju zaostalih naprezanja. Budući da je proces hlađenja postepeniji, diferencijalna kontrakcija između vanjskih i unutrašnjih slojeva livenja je minimizirana. Kao rezultat toga, dobijeni unutrašnji naprezanja su relativno mali, smanjujući rizik od izobličenja i pucanja.
Uticaj na mehanička svojstva
Zatezna čvrstoća
Metoda hlađenja ima izravan utjecaj na zatezanje odljeva od aluminijske legure. Kao što je već spomenuto, brzo rashladne metode koje proizvode fine - zrnate mikrostrukture imaju tendenciju povećanja zatezne čvrstoće. Fina žitarica i brojne granice žita smetaju kretanje dislokacija, što otežava materijalu da se materijal deformira pod zatezanjem zatezanja. U našem iskustvu kao dobavljač, die odljevci proizvedene sa brzim rashladnim metodama često se sastaju ili premašuju potrebne specifikacije zatezanja za aplikacije kao što suAluminijske male odljeve za automobile. Ovi automobilski dijelovi moraju imati veliku snagu da izdrže sile tokom rada vozila, poput vibracija motora, ubrzanja i kočnih sila.
S druge strane, spori - ohlađeni matični odljevi sa grubim - zrnatim mikrostrukturima obično imaju nižu zateznu čvrstoću. Ali u nekim slučajevima u kojima dizajn omogućava zahtjev niže čvrstoće i veći naglasak na duktilnosti, spori - ohlađeni masni odljevi mogu biti prikladan izbor.
Tvrdoća
Tvrdoća je još jedna važna mehanička imovina zahvaćena metodom hlađenja. Brzo hlađenje uglavnom dovodi do veće vrijednosti tvrdoće zbog fine - zrnate mikrostrukture. Brojne granice žita u finim - zrnati materijali ograničavaju kretanje atoma tijekom uvlačenja, što rezultira većim otporom lokalnom deformacijom. To je korisno za prijave u kojima su odljevci matrice trebaju oduprijeti habanju i abraziji. Na primjer,Aluminijske die odljeve za tešku mehanizacijuČesto zahtijevaju visoke površine tvrdoće kako bi izdržala teške operativne uvjete, kao što su kontakt s abrazivnim materijalima ili visokim - opterećenjima tlaka.
Sporo - ohlađene dimljene listiće imaju nižu tvrdoću. Njihova gruba - zrnacna struktura omogućava više atoma pokreta tokom uvlačenja, što rezultira nižom otporom na lokalnu deformaciju.
Duktilnost
Duktilnost je sposobnost materijala da se podvrgne plastičnom deformacijom prije loma. Sporo - hlađene matične odljeve sa grubim - zrnate mikrostrukture obično imaju veću duktilnost. Veće žitarice pruža više prostora za dislokale za pomicanje i interakciju, omogućavajući materijalu da se lakše deformiše bez razbijanja. Ova nekretnina je važna u prijavama u kojima je potrebno formirati ili savijene matrice bez pucanja. Na primjer,Aluminijske male odljeve za dijelove motoraMože zahtijevati određeni stupanj duktilnosti tijekom procesa montaže ili za smještaj manjih količina neusklađivanja.
Uticaj na otpornost na koroziju
Metoda hlađenja može utjecati i na otpornost na koroziju aluminijske legure die odljeva. Mikrostruktura utječe na raspodjelu legiranih elemenata i formiranje faza u materijalu, što zauzvrat utječe na njegovo ponašanje korozije.
Fine - zrnate mikrostrukture proizvedene brzom hlađenjem mogu imati bolju otpornost na koroziju u nekim slučajevima. Što se više uniform raspodjele legiranih elemenata i prisustvo više graničnih granica može promovirati formiranje zaštitnog oksidnog sloja na površini odljevaka matrice. Oksidni sloj djeluje kao barijera između metala i korozivnog okruženja, sprječavajući daljnju koroziju. Međutim, visoki preostali napredovi u brzo hlađenjem dijelova također mogu ubrzati koroziju u nekim situacijama. Ti napojnici mogu izazvati mikro - pukotine na površini odljevanih matrica, koji pružaju puteve za korozivne agense da prodire u materijal.
Sporo - hlađene matične odljeve sa grubim - zrnate mikrostrukture mogu imati više heterogenu raspodjelu legiranih elemenata. To može dovesti do formiranja različitih faza s različitim elektrohemijskim potencijalima. U korozivnom okruženju može se formirati galvanska ćelija između tih faza, što može ubrzati proces korozije. Međutim, niži preostali naponi u sporim - hlađenim dijelovima mogu umanjiti rizik od stresa - pucanje korozije, što je vrsta korozije koja se javlja pod kombiniranom djelovanjem stresa i korozivnog okruženja.
Izbor metoda hlađenja
Kao dobavljač odlivca od aluminijske legure die, odabir metode hlađenja ovisi o specifičnim zahtjevima kupčeve aplikacije. Ako su odljeve matrice potrebne velike čvrstoće i tvrdoće, a geometrija dijelova omogućuje ga, mogu se preferirati brzo hlađenje. Međutim, potrebno je poduzeti dodatne mjere za ublažavanje preostalih naprezanja, poput stresa - ublažavanje toplotne obrade. Ako aplikacija zahtijeva visoku duktilnost i niske zaostale napore, uspori su rashladni metode bolji izbor.
U nekim se slučajevima može koristiti kombinacija različitih metoda hlađenja. Na primjer, može se koristiti proces hlađenja dva koraka. Prvo, odljevci matrice mogu se brzo ohladiti radi postizanja finog - zrnatog površinskog sloja, što može poboljšati površinska svojstva kao što su otpornost na habanje. Zatim se dijelovi mogu polako ohladiti kako bi se smanjili unutarnji preostali naponi.
Zaključak
Zaključno, metoda hlađenja ima dubok utjecaj na mikrostrukturu i svojstva odljeva od aluminijske legure. Različite metode hlađenja nude različite prednosti i nedostatke u pogledu mehaničkih svojstava, otpornosti na koroziju i zaostale napretke. Kao profesionalni dobavljač od aluminijskog legure die, pažljivo razmotrimo specifične zahtjeve za primjenu svake kupčeve prilikom odabira odgovarajuće metode hlađenja. Razumijevanjem učinaka metoda hlađenja na matrice odljevanjima, možemo proizvesti visoke dijelove kvalitete koji zadovoljavaju različite potrebe naših kupaca.
Ako ste na tržištu za visoko kvalitetne odljeve od aluminijske legure, pozivamo vas da nas kontaktirate za nabavku i pregovore. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pruži prilagođena rješenja na osnovu vaših specifičnih zahtjeva.
Reference
- Odbor za priručnik za ASM. Priručnik za ASM, svezak 15: livenje. ASM International, 2008.
- Dieter, GE mehanička metalurgija. McGraw - Hill, 1986.
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR Proizvodnja i tehnologija. Pearson, 2014.