アルミニウム鋳物の熱処理

一次製造および冷却プロセスの後、アルミニウム鋳造の包括的な熱処理により、エンドユーザーの正確な仕様を満たすことができます。この制御されたプロセスは、鋳物の物理的特性を変更して硬度または引張強度を高め、指定された延性と強度の組み合わせを実現します。

熱処理は、鋳物を制御された速度で所定の温度に加熱して、目的の構造変化を実現するプロセスです。次に、鋳物をこの温度で特定の時間保持し、制御された速度で冷却します。このプロセスは、アルミニウムの内部構造を変化させ、機械的特性と耐摩耗性を高め、機械加工性と寸法安定性を向上させます。この記事では、アルミニウム鋳物のさまざまなタイプの熱処理について説明します。

アルミニウム鋳物に利用できる熱処理の種類は?

異なるアルミニウム鋳物は、鋳物の種類、目的の結果、および合金構造に応じて、異なる熱処理が必要になる場合があります。特殊な炉を使用して、アルミニウム鋳物が割れることなく元の形状を維持できるようにします。熱処理の種類:

• TF (完全熱処理済み):アルミニウム鋳物を 515 ～ 535°C で 4 ～ 12 時間加熱します。その後、ひび割れを防ぐために温水で急冷し、最後に別のオーブンで 150 ～ 160 °C で 4 ～ 16 時間加熱します。このプロセスにより、元のアルミニウム鋳造のほぼ 2 倍の硬度が得られます。
• TB 条件 (T4):アルミニウム合金の組成に応じて、鋳造品は合金の融点のすぐ下の温度に加熱されます。合金元素が固溶体になるまでこの温度に保持され、その後、水、沸騰水、またはポリマーで急冷されます。焼入れ媒体の選択は、特定の機械的特性の達成、鋳造歪みの管理、および内部応力の最小化の間のバランスを維持することに依存します。
• TB7 (溶体化熱処理および安定化):TF と同様ですが、鋳造物は第 2 段階でより高い温度に加熱されます。温度は 240 ～ 270°C で約 2 ～ 4 時間保持されます。最終結果は、TF プロセスで達成されたものよりもわずかに順応性の高い鋳造になります。
• TE (時効硬化):より複雑な鋳物、または細かい特徴を持つ鋳物の場合、鋳物を 150 ～ 170°C の温度で 4 ～ 12 時間加熱するだけで、自然な時効硬化プロセスが加速されます。時効硬化に焼入れは含まれません。
• 析出エージング – TE 条件 (T5 または T51):これは、通常 150 ～ 200 ℃ の範囲の温度で実行される人工的な熱処理エージング プロセスです。この比較的低い温度により、鋳物が安定し、機械加工性が向上します。浸漬または保持時間は、合金と鋳物の厚さに応じて、2 時間から 24 時間の範囲です。
• T6 焼き戻し:アルミニウム鋳物は、最初に 538⁰C の非常に高い温度で約 12 時間加熱されます。鋳物は、水またはグリコール溶液で 66 ～ 100°C の温度で急冷されます。鋳物は最終的に炉で熟成され、そこで約 3 ～ 5 時間 154°C に加熱され、その後自然冷却されます。鋳物が真っ直ぐに保たれるようにするために、急冷後に真っ直ぐにするプロセスを実行することができます。 T6 焼き戻しは、航空宇宙、自動車、防衛、海洋産業などの構造用途で使用される鋳物に最もよく使用されます。 T6 は、重い負荷のストレス下での変形が少なく、より硬いアルミニウムになります。
• 溶体化処理および安定化 – TF7 条件 (T7 または T71):高温条件で使用される鋳造品は、200 ～ 250 ℃ で溶体化処理および安定化が行われることがあります。これにより、鋳物の機械的特性が向上し、安定性が向上します。結果として得られる機械的特性は、通常は引張強度と降伏強度が低いため、T6 とはわ​​ずかに異なります。
• ストレス リリーフとアニーリング – TS 条件:これらは、応力を除去したり、さらなる機械操作のために鋳造を柔らかくするために使用できます。通常、ストレス リリーフは 200 ～ 250 ℃ で行われ、アニーリングは 300 ～ 400 ℃ で行われます。
• ポリマー急冷:水の代わりにポリマーが使用されるため、急冷速度が遅くなり、鋳物へのストレスが軽減されます。これは、高度な硬度を必要としない複雑な鋳造に有効です。

熱処理後、鋳物は欠陥を探すために亀裂検出分析プロセスにかけられる場合があります。

アルミニウム鋳物の熱処理の詳細

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