La aleación de aluminio es un material estructural importante con excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Para mejorar aún más el rendimiento de las aleaciones de aluminio, generalmente se requiere un tratamiento térmico. El tratamiento térmico de la aleación de aluminio fundido se refiere al proceso de calentar la aleación de aluminio fundido a una temperatura determinada, mantenerla durante un período de tiempo y luego enfriarla.
Los principales objetivos del tratamiento térmico para la fundición de aleaciones de aluminio son los siguientes:
1. Mejorar las propiedades mecánicas de los materiales: a través del tratamiento térmico, se pueden mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste de las aleaciones de aluminio para cumplir con los requisitos de diferentes aplicaciones de ingeniería.
2. Eliminación de tensiones internas en los materiales: Durante el proceso de fundición de aleaciones de aluminio, debido a la lenta velocidad de enfriamiento
3. Mejora la resistencia a la corrosión de los materiales: las aleaciones de aluminio formarán una película de óxido densa durante el tratamiento térmico, lo que puede mejorar eficazmente la resistencia a la corrosión de los materiales y extender su vida útil.
El proceso de tratamiento térmico para la fundición de aleaciones de aluminio normalmente incluye los siguientes pasos:
1. Calentamiento: Coloque las piezas de aleación de aluminio fundido en el horno para calentarlas hasta alcanzar la temperatura de tratamiento térmico deseada. La elección de la temperatura y el tiempo de calentamiento depende de la composición de la aleación de aluminio y de las propiedades requeridas.
2. Aislamiento: después de calentar a la temperatura deseada, manténgala durante un período de tiempo para lograr un estado de equilibrio térmico uniforme de la estructura interna de la aleación de aluminio. El tiempo de aislamiento también es uno de los factores importantes que afectan el efecto del tratamiento térmico.
3. Enfriamiento: Elija el método de enfriamiento adecuado según los requisitos específicos. Los métodos de enfriamiento más utilizados incluyen el enfriamiento con agua, el enfriamiento con aceite y el enfriamiento natural. Los diferentes métodos de enfriamiento tienen diferentes efectos en el rendimiento de las aleaciones de aluminio.
Cuatro procesos principales del tratamiento térmico:
1. Tratamiento de recocido: El proceso de calentar piezas fundidas de aleación de aluminio a una temperatura relativamente alta, generalmente alrededor de 300 grados, mantenerla durante un período de tiempo determinado y luego enfriarlas en el horno a temperatura ambiente se denomina recocido. Durante el proceso de recocido, la solución sólida se descompone y las partículas de la segunda fase se agregan, lo que puede eliminar la tensión interna de la pieza fundida, estabilizar el tamaño de la pieza fundida, reducir la deformación y aumentar la plasticidad de la pieza fundida.
2. Tratamiento de solución: calentar la pieza fundida a la temperatura más alta posible, cerca del punto de fusión del eutéctico, mantenerla a esta temperatura durante un período de tiempo suficiente y luego enfriarla rápidamente para maximizar la disolución de los componentes de refuerzo. Este estado de alta temperatura se fija y se almacena a temperatura ambiente; este proceso se denomina tratamiento de solución. El tratamiento de solución sólida puede mejorar la resistencia y la plasticidad de las piezas fundidas y mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones.
3. Tratamiento de envejecimiento: El proceso de calentar la pieza fundida tratada con solución sólida a una temperatura determinada, mantenerla durante un período de tiempo determinado, luego sacarla del horno y enfriarla lentamente a temperatura ambiente en el aire se denomina envejecimiento. Si el fortalecimiento por envejecimiento se lleva a cabo a temperatura ambiente, se denomina envejecimiento natural; si el fortalecimiento por envejecimiento se lleva a cabo por encima de la temperatura ambiente y se mantiene durante un período de tiempo, se denomina envejecimiento artificial. El tratamiento de envejecimiento es un proceso espontáneo de descomposición de la solución sólida sobresaturada, que restaura la red de la matriz de aleación a un estado relativamente estable.
4. Tratamiento cíclico en frío y caliente: Las piezas fundidas que se han sometido a un tratamiento cíclico en frío y caliente pueden experimentar contracción y expansión de la red de solución sólida debido a múltiples procesos de calentamiento y enfriamiento, lo que resulta en un ligero desplazamiento de la red de cada fase y un estado más estable de las partículas de la segunda fase, mejorando así la estabilidad dimensional de la pieza fundida y haciéndola adecuada para la fabricación de piezas de precisión.
Durante el tratamiento térmico se deben tener en cuenta tres puntos importantes:
1. Control de temperatura: Durante el proceso de calentamiento, es necesario controlar estrictamente la temperatura para evitar temperaturas excesivamente altas o bajas, para evitar efectos adversos en el rendimiento de la aleación de aluminio.
2. Tiempo de aislamiento: El tiempo de aislamiento afecta directamente la estructura y las propiedades de la aleación de aluminio. Un tiempo de aislamiento excesivo o insuficiente puede dar lugar a resultados insatisfactorios del tratamiento térmico.
3. Velocidad de enfriamiento: las distintas velocidades de enfriamiento tendrán distintos efectos en la microestructura y las propiedades de las aleaciones de aluminio. Se deben seleccionar los métodos y velocidades de enfriamiento adecuados según los requisitos específicos.
