Китай термическая обработка цветных металлов и сплавов

Когда слышишь про термическую обработку цветных металлов, многие представляют себе просто печь с температурой 500 градусов и стандартный график 'нагрели-выдержали-охладили'. Но в реальности даже для того же алюминиевого сплава Д16Т режим отжига может плавать в зависимости от партии литья — мы как-то получили разницу в твердости на 15 HB между двумя казалось бы идентичными заготовками.

Где кроются подводные камни при работе с алюминиевыми сплавами

Вот смотрите: берем распространенный АМг6 для штамповки. Все знают про температуру закалки 410-420°C, но мало кто проверяет фактическую скорость нагрева в печи. У нас на старой печи СШО-10.10/85 верхние и нижние корзины прогревались с разницей в 25 градусов — отсюда и брак в 8% партии. Пришлось разрабатывать ступенчатый график с предварительной выдержкой при 300°C.

Особенно критично с прессованными профилями — если не делать гомогенизацию при 480°C перед закалкой, потом в анодировании получаем пятнистую поверхность. Проверяли на сплаве АД31: без гомогенизации разброс твердости 65-82 HB, с предварительным нагревом — стабильные 78-81 HB.

И еще момент по охлаждению — для толстостенных отливок из АК7ч иногда приходится применять распыление воды вместо погружения, иначе трещины по границам зерен. Но здесь нужно точно рассчитывать интенсивность охлаждения — перебор даст остаточные напряжения.

Медные сплавы: от латуни до бронзы

С латунью Л63 многие думают — отжег при 600°C и готово. А попробуй угадай с защитной атмосферой! Без контроля получаем обесцинкование поверхностного слоя. Мы перепробовали несколько вариантов, пока не остановились на азоте с 5% водорода — правда, пришлось модернизировать печь.

А вот с бронзой БрАЖ9-4 вообще отдельная история. Отпуск после закалки нужно подбирать под конкретную деталь — для пружин 350°C, для втулок 250°C. Один раз перепутали — получили снижение износостойкости на 30%.

Кстати, по опыту скажу — для медных сплавов точность поддержания температуры критична. Отклонение даже в 15 градусов уже влияет на размер зерна. Особенно заметно на латунях для глубокой штамповки.

Титановые сплавы — сложно, но предсказуемо

Вот с титаном ВТ6 работаем уже лет семь, и до сих пор встречаю нюансы. Стандартный отжиг при 750°C не всегда дает нужную пластичность — для поковок сложной формы добавляем ступень при 650°C, особенно если исходная заготовка была с неравномерной деформацией.

Закалка с 850°C с последующим старением — тут главное не промахнуться со скоростью охлаждения. Масло дает прочность, но иногда появляются трещины. Вода рискованна из-за напряжений. Для ответственных деталей сейчас используем полимерные закалочные среды — дороже, но стабильнее.

Заметил интересную особенность — после вакуумного отжига титановые сплавы лучше обрабатываются резанием. Видимо, снимаются внутренние напряжения от предыдущих операций. Проверили на партии штамповок — стойкость инструмента выросла на 18-20%.

Вспомогательные материалы и оборудование

Часто недооценивают роль подкладного инструмента и контейнеров. Для алюминиевых сплавов мы перешли на керамические поддоны — стальные слишком быстро окисляются и передают примеси. Кстати, компания ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика делает довольно качественные керамические элементы для термических печей — их поддоны выдерживают до 1200 циклов без деформации.

Вакуумные печи — отдельный разговор. Наш первый опыт с китайской установкой оказался провальным — нестабильный вакуум 10^-2 торр вместо заявленных 10^-4. Пришлось переделывать систему уплотнений. Сейчас работаем на чешском оборудовании, но и там есть свои нюансы с равномерностью нагрева.

Контроль атмосферы — больная тема для многих производств. Для меди и латуни используем генераторы азота, но они требуют регулярного обслуживания. Один раз сэкономили на замене мембран — получили окисленную поверхность на всей партии ленты МН95.

Практические кейсы и ошибки

Запомнился случай с крупной поковкой из АК8 — заказчик требовал твердость 110-120 HB. Сделали по стандартному режиму — недобрали 15 единиц. Оказалось, в крупном сечении не успевала пройти полная фазовая перекристаллизация. Пришлось увеличивать выдержку с 2 до 5 часов.

Еще одна ошибка — неправильный расчет усадки при отпуске для пресс-форм из стали 3Х2В8Ф. Дали слишком высокий отпуск — потеряли размер на 0,3%. Пришлось делать дополнительную механическую обработку.

Сейчас для сложных случаев всегда делаем пробные образцы из той же партии материала. Да, дороже и дольше, но зато нет сюрпризов с механическими свойствами. Особенно важно для авиационных сплавов с жесткими допусками.

Взаимодействие с поставщиками и контроль качества

Работая с термической обработкой цветных металлов, понял — 50% успеха зависит от исходного материала. Сейчас требуем от поставщиков полные сертификаты с указанием не только химического состава, но и истории предшествующей обработки.

Для особо ответственных заказов берем образцы от каждой партии и проводим пробную термообработку. Обнаружили, что даже у проверенных поставщиков бывают колебания в содержании легирующих — особенно это касается магния в алюминиевых сплавах.

Контроль после обработки — не только твердость, но и микроструктура. Купили современный металлографический микроскоп — теперь видим то, что раньше упускали. Например, неравномерное распределение интерметаллидных фаз в сплаве АК7пч после неправильного охлаждения.

Перспективы и новые подходы

Сейчас экспериментируем с двухступенчатым старением для алюминиевых сплавов — сначала низкотемпературная выдержка, потом высокотемпературная. Для Д16Т это дает прирост прочности на 6-8% без потери пластичности.

Интересное направление — комбинированная обработка: термообработка плюс поверхностное пластическое деформирование. Для бронз ОЦС-555 пробуем дробеструйную обработку после закалки — усталостная прочность растет заметно.

Из оборудования присматриваемся к индукционным установкам для локального нагрева — для ремонта и восстановления деталей перспективно. Но пока не нашли надежного поставщика оснастки. Возможно, стоит обратиться к специалистам по керамике — например, в ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика делают неплохие изоляторы для индукторов.