термическая обработка цветных металлов и сплавов

Если брать алюминиевые сплавы серии Д16 – там без грамотного старения вообще кристаллическая решётка поползёт под нагрузкой, а про медные сплавы с бериллием и говорить нечего. Многие до сих пор путают отпуск и отжиг, особенно когда дело касается ремонта деталей на производстве.

Ошибки при работе с алюминиевыми сплавами

Вот сварной шов на АМг6 после закалки – если не дать нормальный интервал нагрева 350-420°C, вместо снятия напряжений получишь распад фаз. Как-то на авиаремонтном заводе видел, как технолог увеличил скорость нагрева всего на 50°C/ч – потом вся партия покоробилась.

Особенно критично с прессованными профилями: там ведь не только температура, но и выдержка по сечению нужна. Для толстостенных заготовок иногда до 12 часов держим, хотя в нормативах пишут 4-6. Металлографию потом смотришь – именно за это время успевает перестроиться структура.

Кстати, про оборудование – печи с горелками инфракрасного типа хоть и экономичны, но для титановых сплавов не подходят категорически. Там локальные перегревы возникают, которые при отжиге дают хрупкие зоны.

Медные сплавы: тонкости отжига

С бронзой БрАЖ9-4 вообще отдельная история – если после литья не сделать гомогенизацию при 780°C, при механической обработке инструмент просто крошится. Проверял на прокатных валках: без предварительного отжига стойкость резцов падает втрое.

А вот латуни ЛС59-1 часто пережигают – видимо, из-за низкой температуры плавления. Напомню, что для них верхний предел 600°C, дальше уже начинается рост зерна. Контролировать лучше пирометром, а не по термопаре печи – у нас как-то из-за неисправной пары целую партию пережгли.

Интересный случай был с контактами из кадмиевой бронзы – заказчик жаловался на искрение. Оказалось, при термической обработке цветных металлов и сплавов не учли необходимость защитной атмосферы, поверхность окислилась.

Титановые группы: где чаще всего ошибаются

Сплав ВТ6 – классика, но многие забывают, что после закалки ему обязательно нужна двойная стабилизация. Сначала 850°C, потом 550°C, иначе остаточные напряжения снижают усталостную прочность на 25-30%.

Особенно критично для штампованных деталей – там ведь деформация анизотропная. Как-то пришлось переделывать лопатки компрессора именно из-за неправильного режима старения.

Заметил, что в вакуумных печах с графитовыми нагревателями бывает проблема с карбидизацией поверхности – особенно если уплотнители старые. Поэтому для ответственных деталей сейчас перешли на печи с молибденовыми нагревателями.

Вспомогательные материалы и оборудование

Тут стоит отметить компанию ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика – их керамические подкладки для отжига действительно снижают коробление. Испытывали на сайте https://www.saferola.ru их последнюю разработку – пластины с алюмооксидным покрытием.

Для массивных поковок из магниевых сплавов без керамических прокладок вообще работать невозможно – теплопроводность слишком высокая, искажения неизбежны. Их продукция как раз соответствует заявленному контролю качества – брака по геометрии стало меньше на 15%.

Кстати, их техподдержка грамотно консультирует по температурным режимам для разных сплавов – видно, что специалисты разбираются в металловедении, а не просто продавцы.

Проблемы контроля качества

С твердомерами вечная беда – для цветмета нужны специальные насадки, обычные Бринелль просто продавливают поверхность. Особенно с отожжённой медью – там погрешность до 30% может быть.

Микроструктуру сейчас многие недооценивают – а ведь именно по ней видно пережог или недожог. Например, в алюминиевых сплавах после искусственного старения если видишь выделения по границам зёрен – значит температура была завышена.

Для медных сплавов вообще лучше травление в реактиве Марбля делать – только так видно границы дендритов. Как-то пришлось доказывать заказчику, что трещины в литье – это следствие неправильного гомогенизирующего отжига, а не дефект металла.

Практические наблюдения по режимам

За 15 лет работы убедился – табличные значения температур всегда нужно корректировать под конкретную партию сырья. Особенно с вторичными алюминиевыми сплавами – там примеси сильно влияют на фазовые превращения.

Скорость охлаждения – отдельная тема. Для дюралей водяное охлаждение обязательно, а для большинства медных сплавов – только воздушное. Однажды видел, как латунные втулки после закалки в воде просто рассыпались – водородная хрупкость.

Сейчас многие пытаются оптимизировать циклы термической обработки цветных металлов и сплавов чтобы снизить энергозатраты – но с цветметом это опасно. Фазовые превращения идут в узком интервале, любое отклонение чревато.

Нестандартные случаи и решения

Как-то пришлось восстанавливать старинную бронзовую скульптуру – там пришлось разрабатывать режим отжига практически вслепую. Помог опыт с рекуперацией дефектных изделий – знал, что при 550°C начинается рекристаллизация без риска распада.

Для крупногабаритных изделий иногда применяю ступенчатый отжиг – особенно когда печь не позволяет равномерно прогреть весь объём. Сначала выдержка при нижней границе температуры, потом плавный подъём.

Кстати, о компании ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика – их керамические излучатели для печей показали стабильность температурного поля ±3°C, что для цветмета более чем достаточно. Рекомендую посмотреть их разработки на saferola.ru – особенно для тех, кто работает с прецизионными сплавами.