بررسی عملیات حرارتی آلومینیوم

بررسی عملیات حرارتی آلومینیوم

عملیات حرارتی آلومینیوم

آلومینیوم یکی از پرمصرف‌ ترین فلزاتی است که امروزه در زمینه‌های مختلفی از آن بهره می‌گیرند. این آلیاژ وزن سبکی دارد و استحکام آن نسبت‌ به فولاد یا آهن، بسیار کمتر است. به همین علت نیز در برخی شرایط نمی‌توان از آن به خوبی استفاده کرد. برای بهبود عملکرد و خواص آلومینیوم، گاهی اوقات آن را با عناصر دیگر آلیاژ می‌نمایند یا این که عملیات حرارتی آلومینیوم را انجام می‌دهند.
دقت داشته باشید انجام آلیاژسازی آلومینیوم تنها نمی‌تواند پاسخگوی نیازتان باشد. از این رو باید حتما قطعات آلومینیومی که مورد آلیاژسازی قرار گرفته‌اند را تحت عملیات حرارتی رسوب سختی قرار دهید تا استحکام نهایی آن را چند برابر کنید.
بنابراین می‌توان گفت عملیات حرارتی یکی از مهم‌ ترین فرآیندها در تولید تجهیزات آلومینیومی است که اگر نسبت‌ به آن بی‌تفاوت باشید، کیفیت آلیاژ بسیار پایین خواهد آمد. به طور معمول انجام این عملیات نیازمند تخصص و مهارت نسبتاً بالایی است، به‌ همین دلیل اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری در این زمینه به دست آورید، توصیه می‌کنیم تا انتهای مقاله همراه ما بمانید.

انواع عملیات حرارتی آلومینیوم

انواع عملیات حرارتی آلومینیوم معمولاً با توجه به نوع آلیاژ یا آلومینیم مورد نظر، به شیوه‌های مختلفی انجام خواهد شد اما به‌ طور کلی آن‌ها را از نظر قابلیت عملیات حرارتی، به 2 دسته عملیات حرارتی پذیر و عملیات حرارتی ناپذیر تقسیم می‌کنند. آلومینیوم های که زیر فرایند عملیات حرارتی پیر سخت شونده قرار بگیرند، آلیاژهای حرارتی پذیر نام دارند. در ادامه قصد داریم به طور جامع‌تر انواع عملیات حرارتی فلز آلومینیوم را مورد بررسی قرار دهیم، پس همراه ما بمانید.

• عملیات حرارتی آنیل

عملیات حرارتی آنیل یکی از انواع عملیاتی است که می‌توان از آن برای انواع آلیاژهای آلومینیومی استفاده کرد. این عملیات به 2 نوع آنیل جزئی و آنیل کامل تقسیم می‌شود و با توجه به آلومینیوم موردنظر و محصول نهایی، این روند می‌تواند متفاوت باشد.
تابکاری آلومینیوم یا آنیل کردن، در محدوده دمای 300 الی 410 درجه سانتی‌ گراد صورت می‌گیرد و روند حرارت‌دهی نیز با توجه به‌ اندازه و نوع آلیاژ، بین 30 دقیقه تا 3 ساعت می‌تواند زمان می‌برد.
توجه داشته باشید برای انجام این عملیات روند سرد کردن نباید بالاتر از 20 درجه سانتی‌ گراد در ساعت باشد. این عملیات باید تا جایی ادامه داشته باشد که دمای نهایی قطعه به کمتر از 290 درجه سانتی‌ گراد برسد. پس‌ از آن نیز نرخ سرد کردن خیلی اهمیت ندارد و مهم نیست.

• عملیات حرارتی رسوب سختی

معمولاً از این نوع عملیات حرارتی آلومینیوم برای افزایش سختی و استحکام آلیاژهای آلومینیوم کار شده با مکانیزم رسوب سختی استفاده می‌کنند. این فرایند فقط بر روی آلیاژهای عملیات حرارت پذیر صورت می‌گیرد و حلالیت به‌ صورت جامد با افزایش دما بیشتر می‌شود.
این شرایط در بیشتر سیستم‌های آلیاژ دوتایی آلومینیوم به کار برده می‌شود اما اکثر آن‌ها رسوب سختی کمی از خود نشان می‌دهند و معمولاً جزو گروه آلیاژهای عملیات حرارت پذیر در نظر گرفته نخواهند شد. عملیات رسوب سختی به‌ عنوان یکی از بهترین و مناسب‌ترین راهکارهای عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد و افرادی که از آن بهره بگیرند می‌توانند استحکام نهایی آلیاژ را چندین برابر کنند.
در بیشتر موارد آلیاژهای آلومینیومی که مورد این عملیات قرار می‌گیرند، می‌توانند جایگزین مناسبی برای انواع فولادهای کربنی باشند.

• عملیات حرارتی پیر سختی

در عملیات حرارتی پیر سختی، ابتدا آلیاژ آلومینیوم را حرارت می‌دهند تا به بخش تک‌ فاز وارد شود. با انجام این کار فازهای پایدار آلیاژ در دمای محیط به‌ صورت کامل حل می‌شوند و شما نیز باید آن را در دمای بالا قرار دهید. در مرحله بعدی آلیاژ گرم شده را باید خیلی سریع سرد کنند تا اتم‌هایی که در ساختار آلومینیوم حل شده‌اند، از فاز اولیه خارج نشوند.
برای انجام مرحله بعدی این نوع عملیات حرارتی آلومینیوم ، قطعه موردنظر را برای مدت‌ زمانی مشخص‌ شده در درجه حرارتی متناسب قرار می‌دهند تا عناصر آلیاژ اضافه که در مرحله قبل به‌ صورت فوق اشباع بودند، از فاز اولیه بیرون بیایند و به شکل رسوب در ساختار آلومینیوم قرار بگیرند.
دقت داشته باشید اگر این عملیات در دمای خیلی بالا انجام شود، به آن پیر سازی مصنوعی می‌گویند اما و اگر آن را در دمای معمولی مانند دمای اتاق انجام دهید آن را پیر سازی طبیعی می‌نامند.
هنگام انجام این عملیات حتماً به دما و زمان توجه داشته باشید زیرا این عوامل تاثیر زیادی در روند رسوب‌ گذاری عناصر آلیاژی آلومینیوم دارند و در صورتی‌ که دما از محدوده مناسب خود خارج شود، خواص مکانیکی قطعه بسیار ضعیف خواهد شد.

• عملیات حرارتی انحلال

این روش بیشتر برای آلیاژ آلومینیوم عملیات حرارتی پذیر مناسب است و با طی کردن عملیات حرارتی، عناصر آلیاژی را وارد محلول جامد شده می‌کنند و سپس به وسیله عملیات سرد سازی، سریع آن‌ها را در محلول باقی به جای می‌گذارند. در بیشتر مواقع پس‌ از انجام این مراحل، باید عملیات حرارتی پیر سازی را در دمای اتاق انجام دهید تا رسوب‌ گذاری عناصر آلیاژی به‌ طور مناسب قابل کنترل باشد.
در عملیات حرارتی انحلال ممکن است قطعات بعد از شوک سرد، دفرمه شوند. از این رو با توجه به مختصات فنی قطعات، به صورت مجدد باید کار فرم‌دهی را انجام داد. برای رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب، سعی کنید دمای کوره را نزدیک به دمای یوتکتیک تنظیم کنید.
در این محدوده بالاترین میزان انحلال عنصر آلیاژی در محلول جامد جای گرفته است و گرمای بیش از حد، موجب تضعیف خواص مکانیکی قطعات خواهد شد. به همین علت حتما استانداردهای لازم را در نظر بگیرید و سپس اقدامات مورد نیاز را انجام دهید.

سخن پایانی

مسلما تا این بخش از مقاله متوجه شدید که عملیات حرارتی آلومینیوم برای تغییر ویژگی‌های مکانیکی یک محصول فلزی صورت می‌گیرد.‌ دقت داشته باشید مهم‌ ترین فرآیند این عملیات، رسوب سختی یا پیر سختی است و شما باید حین انجام آن حتما به صورت اصولی اقدامات لازم را انجام دهید تا نتیجه نهایی، دچار اختلال نشود. در عملیات پیر سختی با اضافه کردن ذرات کاملاً پراکنده و سخت به آلومینیوم، استحکام و قدرت آن را بیشتر می‌کنند‌. به همین علت اگر می‌خواهید مقاومت فلز آلومینیوم خود را چند برابر کنید، بهتر است حتما از این عملیات ویژه بهره بگیرید.

قالب سازان بهفرد جهت مشاوره رایگان، راهنمایی انتخاب و خرید محصول مورد نظر و همچنین اطلاع از قیمت روز محصولات، می توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید
ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

اطلاعات تماس

× پشتیبانی