Wärmebehandlung für Aluminiumgussteile

Nach den primären Herstellungs- und Kühlprozessen kann eine umfassende Wärmebehandlung von Aluminiumgussteilen sicherstellen, dass sie die genauen Spezifikationen des Endverbrauchers erfüllen. Dieser kontrollierte Prozess verändert die physikalischen Eigenschaften der Gussteile, um die Härte oder Zugfestigkeit zu erhöhen und die angegebene Kombination aus Duktilität und Festigkeit zu erhalten.

Die Wärmebehandlung ist ein Prozess, bei dem die Gussteile mit kontrollierter Geschwindigkeit auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt werden, um die gewünschten strukturellen Veränderungen zu erreichen. Anschließend wird das Gussteil für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten und kontrolliert abgekühlt. Dieser Prozess wandelt die innere Struktur des Aluminiums um, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit verbessert und die Bearbeitbarkeit und Dimensionsstabilität verbessert werden. Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Arten der Wärmebehandlung von Aluminiumgussteilen.

Welche Arten der Wärmebehandlung sind für Aluminiumgussteile verfügbar?

Unterschiedliche Aluminiumgussteile können je nach Gussart, gewünschtem Ergebnis und Legierungsstruktur unterschiedliche Wärmebehandlungen erfordern. Spezialöfen werden eingesetzt, um sicherzustellen, dass der Aluminiumguss seine ursprüngliche Form behält, ohne zu reißen. Zu den Arten der Wärmebehandlung gehören:

• TF (vollständig wärmebehandelt):Der Aluminiumguss wird für einen Zeitraum von 4–12 Stunden auf 515–535°C erhitzt. Es wird dann in warmem Wasser abgeschreckt, um Risse zu vermeiden, und schließlich erneut in einem anderen Ofen bei 150–160 °C für einen Zeitraum von 4–16 Stunden erhitzt. Dieser Prozess kann zu einer fast doppelt so hohen Aushärtung des ursprünglichen Aluminiumgusses führen.
• TB-Zustand (T4):Abhängig von der Zusammensetzung der Aluminiumlegierung werden die Gussteile auf eine Temperatur knapp unterhalb ihres Legierungsschmelzpunktes erhitzt. Sie werden auf dieser Temperatur gehalten, bis die Legierungselemente in eine feste Lösung übergehen, und dann in Wasser, kochendem Wasser oder Polymer abgeschreckt. Die Wahl des Abschreckmediums hängt von der Aufrechterhaltung eines Gleichgewichts zwischen dem Erreichen bestimmter mechanischer Eigenschaften, dem Management von Gussverzug und der Minimierung von Eigenspannungen ab.
• TB7 (lösungsgeglüht und stabilisiert):Ähnlich wie TF, aber das Gussstück wird in der zweiten Stufe auf eine höhere Temperatur erhitzt. Die Temperatur wird etwa 2–4 ​​Stunden zwischen 240–270°C gehalten. Das Endergebnis ist ein etwas formbarerer Guss als beim TF-Verfahren.
• TE (Aushärtung):Bei komplizierteren Gussteilen oder solchen mit feinen Merkmalen wird das Gussteil nur 4-12 Stunden lang auf eine Temperatur von 150–170 °C erhitzt, um den natürlichen Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Beim Aushärten ist kein Abschrecken erforderlich.
• Ausscheidungsalterung – TE-Bedingung (T5 oder T51):Dies ist ein Alterungsprozess durch künstliche Wärmebehandlung, der normalerweise bei Temperaturen im Bereich von 150-200˚C durchgeführt wird. Diese relativ niedrige Temperatur stabilisiert die Gussteile und verbessert die Bearbeitbarkeit. Die Einweich- oder Haltezeiten reichen von 2 bis 24 Stunden, je nach Legierung und Dicke des Gussstücks.
• T6-Temper:Der Aluminiumguss wird zunächst etwa 12 Stunden lang auf eine sehr hohe Temperatur von 538⁰C erhitzt. Das Gussstück wird schnell in einer Wasser- oder Glykollösung bei einer Temperatur von 66–100°C abgeschreckt. Das Gussteil wird schließlich in einem Ofen gealtert, wo es für etwa 3–5 Stunden auf 154°C erhitzt wird, und dann natürlich abkühlen gelassen wird. Nach dem Abschrecken kann ein Richtprozess durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Gussteile gerade bleiben. T6-Temper wird am häufigsten für Gussteile verwendet, die in strukturellen Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Verteidigungs- und Schiffsindustrie verwendet werden. T6 führt zu einem härteren Aluminium mit geringerer Verformung unter der Beanspruchung durch schwere Lasten.
• Lösungsbehandelt und stabilisiert – TF7-Zustand (T7 oder T71):Gussteile, die unter höheren Temperaturbedingungen verwendet werden können, werden manchmal einer Lösungsbehandlung und Stabilisierung zwischen 200 und 250 °C unterzogen. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften der Gussteile verbessert und die Stabilität erhöht. Die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften unterscheiden sich geringfügig von T6, da hier in der Regel eine geringere Zug- und Streckgrenze vorliegt.
• Spannungsabbau und Glühen – TS-Zustand:Diese können verwendet werden, um Spannungen zu beseitigen oder das Gussteil für weitere mechanische Bearbeitungen weicher zu machen. Der Spannungsabbau wird normalerweise zwischen 200 und 250 °C durchgeführt, und das Glühen wird zwischen 300 und 400 °C durchgeführt.
• Polymerabschreckung:Anstelle von Wasser wird ein Polymer verwendet, was zu einer langsameren Abschreckgeschwindigkeit und weniger Belastung des Gussstücks führt. Dies funktioniert bei filigranen Gussteilen, die keinen höheren Härtegrad erfordern.

Nach der Wärmebehandlung können die Gussteile einem Analyseprozess zur Risserkennung unterzogen werden, um nach Fehlern zu suchen.

Erfahren Sie mehr über die Wärmebehandlung von Aluminiumgussteilen

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