يموت سبيكة الألومنيوم المصنّعين الصب من الخواص الميكانيكية للطبقة الخارجية عن طريق تسخين وتبريد سطح الصلب. تبريد السطح هو المحتوى الرئيسي للمعالجة الحرارية السطحية. والغرض منه هو الحصول على سطح قالب عالية الصلابة وتشتت الإجهاد الداخلي الجيد ، وبالتالي تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التعب من قوالب الصب السليمة الألمنيوم.
عملية الصب من سبيكة الألومنيوم للمعالجة الحرارية السطحية للقوالب المعدنية. يتم استخدامه على نطاق واسع في قوالب الصب التي تصب سبيكة الألومنيوم ، والتي لا تتطلب فقط مقاومة عالية التآكل ، وحد من التعب ، وحمل تأثير كبير ، ولكن أيضا اللدونة والمتانة الممتازة. يمكن تقسيم المعالجة الحرارية السطحية إلى تبريد السطح والمعالجة الحرارية الكيميائية.
تبريد السطح
يتم تسخين ملحقات العفن باستخدام مصادر حرارة مختلفة. عندما تصل درجة حرارة سطح سبيكة سبيكة الألومنيوم التي يموت القالب إلى أعلى النقطة الحرجة (تكون درجة الحرارة الأساسية لقالب صب سبيكة الألومنيوم أقل من النقطة الحرجة) ، وسطح يموت سبيكة الألومنيوم يموت القالب ، ويحافظ اللب على ذلك الهيكل الأصلي. من أجل تسخين سطح قالب سبيكة الألمنيوم فقط ، يلزم مصدر حرارة عالية الكثافة. وفقًا لطرق التدفئة المختلفة ، يمكن تقسيم تبريد السطح إلى تسخين تحريبي (التردد العالي ، والتردد العالي ، وتردد الطاقة) التبريد السطح ، وتبريد سطح تسخين اللهب ، وتبريد سطح التسخين الكهربائي ، وتبريد سطح التدفئة بالكهرباء ، وتبريد سطح التدفئة بالليزر ، تم استخدام تبريد سطح شعاع الإلكترون والتدفئة الحث وتسخين اللهب على نطاق واسع في النباتات التي تصب سبائك الألومنيوم.
المعالجة الحرارية الكيميائية
يتم وضع ملحقات العفن في وسيط يحتوي على عناصر نشطة للعزل ، مما يسمح للذرات النشطة في الوسط لاختراق سطح قالب سبيكة الألمنيوم أو ينتج طبقة تغطية من مركبات معينة ، وبالتالي تغيير الهيكل والتكوين الكيميائي من القالب ، وجعل قالب سبيكة الألمنيوم يموت على سطح القالب له خصائص ميكانيكية أو مادية وكيميائية خاصة. بشكل عام ، يجب إجراء علاجات حرارية أخرى مناسبة قبل وبعد التسلل الكيميائي لزيادة إمكانات طبقة التسلل إلى الحد الأقصى وتحقيق مطابقة البنية والخصائص بين نموذج صب الصب الذي يموت من سبائك الألومنيوم وسطح القالب. يمكن تقسيم المعالجة الحرارية الكيميائية إلى الكربنة ، والنيترينغ ، والبورون ، والسيليكون ، والكبريت ، والألمنيوم ، والكروم
التلامس تسخين مقاومة التدفئة
عندما يتم تطبيق جهد أقل من 5 فولت على قالب صب سبيكة الألومنيوم عبر القطب ، فإن كمية كبيرة من التدفقات الحالية عبر منطقة التلامس بين القطب وقالب صب سبيكة الألومنيوم ، مما يولد كمية كبيرة من حرارة المقاومة. إنه يسخن سطح قالب سبيكة الألومنيوم يموت القالب إلى درجة حرارة التبريد ، ثم يخرج القطب ، ويقوم بنقل الحرارة إلى قالب الصب الذي يموت سبيكة الألومنيوم ، ويبرد بسرعة السطح لتحقيق الغرض من التبريد.
تحتوي هذه الطريقة على معدات بسيطة ، وتشغيل مريح ، ودرجة عالية من الأتمتة ، والتشوه الصغير لقوالب الصب التي تموت سبيكة الألومنيوم ، ولا توجد حاجة إلى التبريد ، ويمكن أن تحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل ومقاومة الخدش من قوالب تصلب سبيكة الألومنيوم ، ولكن الصلب الطبقة رقيقة نسبيا (0.15-0.35 مم). سوء التوحيد من البنية المجهرية والصلابة. لذلك ، لا يتم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع في مصانع الصب التي تصب سبائك الألومنيوم.
التدفئة الكهربائية تبريد
يتم وضع ملحقات العفن في إلكتروليت من محلول الحمض أو القلويات أو الملح ، متصل بالقطب السلبي ، ويتم توصيل الخلية الكهربائية بالأنود. بعد توصيل التيار المباشر ، يتم إلكتروليت بالكهرباء ، ويتم إطلاق الأكسجين على الأنود ، ويتم إطلاق غاز الرادون على ملحقات القوالب. يخلق الهيدروجين طبقة من فيلم الغاز حول أجزاء القالب ويصبح مقاومًا يولد الحرارة. يتم تسخين سطح القالب بسرعة إلى درجة حرارة التبريد ، ثم يتم قطع الطاقة. يختفي فيلم الغاز بسرعة ، ويصبح المنحل بالكهرباء وسيلة تبريد ، مما تسبب في أن يبرد الأجزاء من القالب بسرعة وتصلب. المنحل بالكهرباء شائع الاستخدام هو محلول يحتوي على كربونات الصوديوم 5-18 ٪. طريقة التدفئة الكهربائية بسيطة ، وتتمتع بوقت معالجة قصير ، ووقت تسخين يتراوح من 5 إلى 10 ثوانٍ فقط ، وإنتاجية عالية ، وتشوه صغير. مناسبة لأجزاء العفن الصغيرة في نباتات الصب السليمة الألومنيوم.
المعالجة الحرارية بالليزر
بدأ تطبيق الليزر في المعالجة الحرارية في أوائل السبعينيات ، من مرحلة المختبر إلى مرحلة الإنتاج. عندما يتم تغطية سطح قالب سبيكة الألومنيوم التي يموت مع 40 ؛ 10WCM و 41 ؛ عندما يتم تطبيق تشعيع الليزر الذي يركز على الكثافة العالية ، يرتفع سطح القالب المميت إلى درجة حرارة التبريد داخل جزء من ثانية أو حتى ألف ثانية. بسبب التسخين السريع لنقطة التشعيع ، لا يمكن نقل الحرارة إلى المعدن المحيط في الوقت المناسب. لذلك ، عندما يتوقف الليزر عن إطلاق النار مباشرة ، فإن المعدن المحيط بالبقع المضيئة سيكون بمثابة وسيط معروضة ، ويمتص كمية كبيرة من الحرارة ، مما يتيح أن يبرد البقعة المشرقة بسرعة وتحقيق ترتيب دقيق للغاية وخصائص ميكانيكية عالية. إذا تم تسخين السطح إلى درجة حرارة ترطيب عالية بما فيه الكفاية ، يمكن أن يتلقى سطح المعدن ترطيبًا كافيًا. هذه العملية تسمى التلميع.
يمكن أيضًا استخدام تسخين الليزر لعلاج صناعة السبائك المحلية ، أي طلاء طبقة من المعدن المقاوم للارتداء أو المقاوم للحرارة على سطح المعدن ، أو تسخين الليزر يمكن أيضًا استخدامه لعلاج السبائك المحلية ، أي في سبيكة الألومنيوم -تتساقط قوالب مملوءة بالأضرار أو الحاجة إلى أن تكون مقاومة للحرارة ، أو معدن مقاومة للارتداء أو مقاومة للحرارة على الطلاء ، ثم يذوب بسرعة من خلال تشعيع الليزر لإنتاج طبقات سبيكة مقاومة للارتداء أو مقاومة للحرارة. من أجل ضمان عمر الخدمة ومقاومة الحرارة في الشغل ، يتم مطلية طبقة من الكروم على الأجزاء التي تتطلب مقاومة للحرارة ، ثم يذوبها بالليزر بسرعة لإنتاج طبقة سطحية صلبة ومقاومة للحرارة تحتوي على الكروم.
تمت دراسة وتطبيق تقنية معالجة حرارة شعاع الإلكترون لمصنعي الصب المموت من زنك الزنك منذ سبعينيات القرن الماضي ، ويمكن استخدامها في الصلب المستمر الأولي لشرائط وأسلاك الفولاذ الرقيقة. يمكن أن تصل كثافة الطاقة إلى 10WCM. يتمتع تبريد سطح شعاع الإلكترون بنفس خصائص الليزر ، إلا أنه يجب تنفيذه في الفراغ. عندما يقصف شعاع الإلكترون سطح المعدن ، فإن نقطة التأثير تسخن بسرعة. يعتمد عمق الاختراق لحزمة الإلكترون على جهد التسارع وكثافة البيانات.
عندما يقصف شعاع الإلكترون السطح في فترة زمنية قصيرة وتظل الركيزة ساخنة ، تزداد درجة حرارة السطح بسرعة. عندما تتوقف شعاع الإلكترون عن الإشعال ، تنتقل الحرارة بسرعة إلى مادة القاعدة الباردة ، مما تسبب في تصلب السطح الساخن. من أجل إجراء تبريد التبريد الذاتي بفعالية ، يجب الحفاظ على نسبة حجم القالب بأكمله إلى حجم السطح الذي تم إخماده على الأقل 5: 1. يرتبط عمق ووقت القصف بدرجة حرارة تبريد السطح. سرعة التدفئة لمعالجة حرارة شعاع الإلكترون سريع ، ووقت التماسك هو بضع ثوانٍ أو حتى أقصر. لذلك ، فإن حجم الحبوب السطحية في قطعة العمل صغيرة جدًا ، والصلابة أعلى من المعالجة الحرارية العامة ، ولها خصائص ميكانيكية ممتازة ، مما يحسن كفاءة مصانع تصبغ سبائك الألومنيوم.
