Die Aufgabe der Aluminium-Wärmebehandlung besteht darin, die mechanischen Eigenschaften von Materialien zu verbessern, Eigenspannungen zu beseitigen und die Bearbeitbarkeit von Metallen zu verbessern. Je nach Zweck der Wärmebehandlung können die Prozesse in zwei Kategorien unterteilt werden: Vorwärmbehandlung und Endwärmebehandlung.
Der Zweck der Vorwärmbehandlung besteht darin, die Verarbeitungsleistung zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen und eine gute metallografische Struktur für die abschließende Wärmebehandlung vorzubereiten. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst Glühen, Normalisieren, Altern, Abschrecken und Anlassen usw.
1) Glühen und Normalisieren
Glühen und Normalisieren werden für warmverarbeitete Aluminiumrohlinge verwendet. Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,5 % werden häufig geglüht, um ihre Härte zu verringern und das Schneiden zu erleichtern. Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,5 % werden verwendet, um ein Anhaften am Messer bei zu geringer Härte zu vermeiden. Außerdem wird eine Normalisierungsbehandlung angewendet. Durch Glühen und Normalisieren können die Maserung und die gleichmäßige Struktur noch verfeinert und für die anschließende Wärmebehandlung vorbereitet werden. Glühen und Normalisieren werden üblicherweise nach der Herstellung des Rohlings und vor der Grobbearbeitung durchgeführt.
2) Alterungsbehandlung
Die Alterungsbehandlung dient hauptsächlich dazu, die bei der Rohlingsherstellung und -bearbeitung entstehenden inneren Spannungen zu beseitigen.
Um einen übermäßigen Transportaufwand zu vermeiden, ist es bei Teilen mit allgemeiner Präzision ausreichend, vor der Endbearbeitung eine Alterungsbehandlung durchzuführen. Für Teile mit hohen Präzisionsanforderungen, wie z. B. das Gehäuse einer Lehrenbohrmaschine usw., sollten jedoch zwei oder mehrere Alterungsbehandlungen durchgeführt werden. Einfache Teile benötigen in der Regel keine Alterungsbehandlung.
Neben Gussteilen werden bei einigen Präzisionsteilen mit geringer Steifigkeit, wie z. B. Präzisionsschrauben, häufig mehrere Alterungsbehandlungen zwischen der Grobbearbeitung und der Vorbearbeitung durchgeführt, um die während der Bearbeitung entstehenden inneren Spannungen zu eliminieren und die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile zu stabilisieren. Bei einigen Wellenteilen sollte nach dem Richtprozess auch eine Alterungsbehandlung durchgeführt werden.
3) Abschrecken und Anlassen
Abschrecken und Anlassen bezeichnet das Anlassen bei hohen Temperaturen nach dem Abschrecken. Dadurch kann eine gleichmäßige und angelassene Sorbitstruktur erhalten werden, die eine Vorbereitung zur Verringerung der Verformung während der Oberflächenabschreck- und Nitrierbehandlung darstellt. Daher kann Abschrecken und Anlassen auch als Vorwärmbehandlung verwendet werden.
Aufgrund der besseren umfassenden mechanischen Eigenschaften der Abschreck- und Anlassteile kann es auch als abschließender Wärmebehandlungsprozess für einige Teile verwendet werden, die keine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern.
Der Zweck der abschließenden Wärmebehandlung besteht darin, mechanische Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit zu verbessern. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst das Abschrecken, Aufkohlen und Abschrecken sowie die Nitrierung.
1) Abschrecken
Das Abschrecken wird in Oberflächenabschrecken und Gesamtabschrecken unterteilt. Das Oberflächenabschrecken wird aufgrund seiner geringen Verformung, Oxidation und Entkohlung häufig verwendet. Es bietet außerdem die Vorteile einer hohen äußeren Festigkeit und guten Verschleißfestigkeit bei gleichzeitig guter innerer Zähigkeit und hoher Schlagzähigkeit. Um die mechanischen Eigenschaften von oberflächenabgeschreckten Teilen zu verbessern, ist häufig eine Wärmebehandlung wie Abschrecken und Anlassen oder Normalisieren als Vorbehandlung erforderlich. Der allgemeine Prozessablauf ist: Stanzen, Schmieden, Normalisieren, Glühen, Schruppen, Abschrecken und Anlassen, Vorschlichten, Oberflächenabschrecken, Schlichten.
2) Aufkohlen und Abschrecken
Durch Aufkohlen und Abschrecken wird zunächst der Kohlenstoffgehalt der Oberflächenschicht des Bauteils erhöht. Nach dem Abschrecken erhält die Oberflächenschicht eine hohe Härte, während der Kernteil weiterhin eine gewisse Festigkeit, hohe Zähigkeit und Plastizität aufweist. Das Aufkohlen wird in Vollaufkohlen und Teilaufkohlen unterteilt. Bei der Teilaufkohlung sollten bei nicht aufkohlenden Teilen Maßnahmen zum Schutz vor Durchsickern getroffen werden. Da das Aufkohlen und Abschrecken große Verformungen verursacht und die Aufkohlungstiefe in der Regel zwischen 0,5 und 2 mm liegt, wird der Aufkohlungsprozess in der Regel zwischen Vorschlichten und Schlichten durchgeführt.
Der Prozessablauf ist im Allgemeinen: Stanzen, Schmieden, Normalisieren, Grobbearbeitung, Vorschlichten, Aufkohlen und Abschrecken, Fertigstellen. Wenn der nicht aufgekohlte Teil des Aufkohlungs- und Abschreckteils den Prozessplan zum Entfernen der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach dem Erhöhen des Randes annimmt, sollte der Prozess zum Entfernen der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach dem Aufkohlen und Abschrecken und vor dem Abschrecken angeordnet werden.
3) Nitrierbehandlung
Beim Nitrieren werden Stickstoffatome in eine Metalloberfläche eingebracht, um eine Schicht stickstoffhaltiger Verbindungen zu erhalten. Die Nitrierschicht kann die Härte, Verschleißfestigkeit, Dauerfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche des Bauteils verbessern. Da die Nitriertemperatur niedrig, die Verformung gering und die Nitrierschicht dünn (in der Regel nicht dicker als 0,6–0,7 mm) ist, sollte der Nitrierprozess so spät wie möglich erfolgen. Um die Verformung beim Nitrieren zu reduzieren, wird in der Regel ein Hochtemperaturtemperieren zum Spannungsabbau durchgeführt.
Herausgegeben von May Jiang von MAT Alumin
Beitragszeit: 04.09.2023
