ویژگی پروفیل آلومینیوم

عملیات محلولی (Solution Treating)

آلومینیوم «کار شده و تولید شده با غلتک کاری (Mill) به وسیله ی عملیات محلولی یا عملیات «محلولی و کار سرد» پشتیبانی می شود. مواد می تواند در شرایط مستقیم تولید مقاطع پروفیل آلومینیوم شکل یابد. عموماً عملیات محلولی در فرایند اصلی تولید در کارخانه انجام نمی گیرد؛ مگر این که الزام به انجام کاری وجود داشته باشد. به طور مثال در عملیات نرم سازی به روی یک قطعه ی تولید نیمه نهایی، به منظور فرم دهی تکمیلی با بازیافت قطعاتی که در عملیات رسوب - سختی به طور نادرست حرارت دهی شده باشند. در عملیات محلولی، لازم است اندازه ی دانه ی تولید شده ی مورد نیاز، تالرنس های (Tolerancse) أبعادی، خواص مکانیکی و جلوگیری از اکسیداسیون سطح، به دقت تحت کنترل قرار گیرد. دمای ایجینگ باید کنترل شود تا خواص بهينه حاصل شود. خروج از محدوده ی بالایی حرارت سبب اندازه ی خشن دانه (در متریال کار شده) می شود و ممکن است موجب تنش حرارتی بیش از حد، در مواد کار شده یا ریختگی شود.

اندازه ی خشن دانه موجب آسیب قابلیت فرم دهی شده و حرارت بیش از حد منجر به نوعی تردی می شود. این امر مانع دسترسی به حساسیت های مربوط به استحکام دهی پروفیل آلومینیوم ترمال بریک نیز خواهد بود.

انجام عملیات محلولی در زیر مینیمم درجه حرارت، خود منجر به حل شدن ناکافی (به طور مثال فاز غنی از بریلیم) می شود، که این امر منتهی به حصول سختی کمتر پس از عملیات پیر۔ سختی می شود.

زمان عملیات محلولی، به ویژه در ارتباط با حل شدن فاز غنی از بریلیم است. برای حصول حداکثر سختی پس از عملیات پیر- سختی، لازم است انحلال این فاز کامل شود. خصوصیات عملیات محلولی در مواد کار شده متاثر از عوامل مربوط به کار سرد و فرم دهی مجاز است. در طی نرمایش (Softening)، باید مقداری رشد دانه برای امکان انجام فرم دهی تکمیلی پس از عملیات حرارتی، رخ دهد. بنابراین، برای جلوگیری از رشد دانه یا به حداقل رساندن آن، لازم است از صرف زمان بیش از حد در دمای بالا پرهیز شود.

اغلب، برای قیمت تولید پروفیل آلومینیوم یک ساختار محلولی یکنواخت در محصولات ریختگی و کار شده، کوئنچ با آب رایج است. هر چند این روش ممکن است در برخی محصولات ریختگی به علت شكل قطعه، منجر به ترک شود. این محصولات ریختگی ممکن است در روغن و یا هوای تحت فشار کوئنچ شوند. در این حال خنک کاری آهسته آنها منجر به خواص کمتر (پس از رسوب – سختی) می شود؛ این نسبت های آهسته منجر به رسوب خشن نیز می شوند.

امکان وقوع دو نوع اکسیداسیون

هرگاه عملیات محلولی آلومینیوم بریلیم ها در یک اتمسفر اکسید کننده انجام شود، امکان وقوع دو نوع اکسیداسیون وجود دارد. لایه ی اکسید سطحی چسبنده، محکم و پیوسته است؛ و در حالت دوم (آلياژهای با بریلیم کم) اکسیداسیون از نوع داخلی بوده و لایه ی اکسیدی سست و شکننده است.

لایه ی اکسید، در آلیاژهای با بریلیم بالا، تأثیر ویژه ای بر خواص مکانیکی ندارد، لیکن سبب مقاومت سایش سخت به روی ابزارها و قالب ها خواهد شد. از سوی دیگر، اکسیداسیون آلیاژهای با بریلیم کم از خواص مکانیکی خواهد کاست؛ زیرا در اکسیداسیون داخلی، اندازه و مقطع ضخامت ماده کاهش می یابد.

توجه شود که برای کم شدن قیمت پروفیل آلومینیوم در هر دو حالت می توان لایه ی اکسیدی را به وسیله ی روش های تمیز کاری شیمیایی و ساینده برداشت و حذف کرد.

عملیات محلولی (Solution Treating)

آلومینیوم «کار شده و تولید شده با غلتک کاری (Mill) به وسیله ی عملیات محلولی یا عملیات «محلولی و کار سرد» پشتیبانی می شود. مواد می تواند در شرایط مستقیم تولید مقاطع پروفیل آلومینیوم شکل یابد. عموماً عملیات محلولی در فرایند اصلی تولید در کارخانه انجام نمی گیرد؛ مگر این که الزام به انجام کاری وجود داشته باشد. به طور مثال در عملیات نرم سازی به روی یک قطعه ی تولید نیمه نهایی، به منظور فرم دهی تکمیلی با بازیافت قطعاتی که در عملیات رسوب - سختی به طور نادرست حرارت دهی شده باشند. در عملیات محلولی، لازم است اندازه ی دانه ی تولید شده ی مورد نیاز، تالرنس های (Tolerancse) أبعادی، خواص مکانیکی و جلوگیری از اکسیداسیون سطح، به دقت تحت کنترل قرار گیرد. دمای ایجینگ باید کنترل شود تا خواص بهينه حاصل شود. خروج از محدوده ی بالایی حرارت سبب اندازه ی خشن دانه (در متریال کار شده) می شود و ممکن است موجب تنش حرارتی بیش از حد، در مواد کار شده یا ریختگی شود.

اندازه ی خشن دانه موجب آسیب قابلیت فرم دهی شده و حرارت بیش از حد منجر به نوعی تردی می شود. این امر مانع دسترسی به حساسیت های مربوط به استحکام دهی پروفیل آلومینیوم ترمال بریک نیز خواهد بود.

انجام عملیات محلولی در زیر مینیمم درجه حرارت، خود منجر به حل شدن ناکافی (به طور مثال فاز غنی از بریلیم) می شود، که این امر منتهی به حصول سختی کمتر پس از عملیات پیر۔ سختی می شود.

زمان عملیات محلولی، به ویژه در ارتباط با حل شدن فاز غنی از بریلیم است. برای حصول حداکثر سختی پس از عملیات پیر- سختی، لازم است انحلال این فاز کامل شود. خصوصیات عملیات محلولی در مواد کار شده متاثر از عوامل مربوط به کار سرد و فرم دهی مجاز است. در طی نرمایش (Softening)، باید مقداری رشد دانه برای امکان انجام فرم دهی تکمیلی پس از عملیات حرارتی، رخ دهد. بنابراین، برای جلوگیری از رشد دانه یا به حداقل رساندن آن، لازم است از صرف زمان بیش از حد در دمای بالا پرهیز شود.

اغلب، برای قیمت تولید پروفیل آلومینیوم یک ساختار محلولی یکنواخت در محصولات ریختگی و کار شده، کوئنچ با آب رایج است. هر چند این روش ممکن است در برخی محصولات ریختگی به علت شكل قطعه، منجر به ترک شود. این محصولات ریختگی ممکن است در روغن و یا هوای تحت فشار کوئنچ شوند. در این حال خنک کاری آهسته آنها منجر به خواص کمتر (پس از رسوب – سختی) می شود؛ این نسبت های آهسته منجر به رسوب خشن نیز می شوند.

امکان وقوع دو نوع اکسیداسیون

هرگاه عملیات محلولی آلومینیوم بریلیم ها در یک اتمسفر اکسید کننده انجام شود، امکان وقوع دو نوع اکسیداسیون وجود دارد. لایه ی اکسید سطحی چسبنده، محکم و پیوسته است؛ و در حالت دوم (آلياژهای با بریلیم کم) اکسیداسیون از نوع داخلی بوده و لایه ی اکسیدی سست و شکننده است.

لایه ی اکسید، در آلیاژهای با بریلیم بالا، تأثیر ویژه ای بر خواص مکانیکی ندارد، لیکن سبب مقاومت سایش سخت به روی ابزارها و قالب ها خواهد شد. از سوی دیگر، اکسیداسیون آلیاژهای با بریلیم کم از خواص مکانیکی خواهد کاست؛ زیرا در اکسیداسیون داخلی، اندازه و مقطع ضخامت ماده کاهش می یابد.

توجه شود که برای کم شدن قیمت پروفیل آلومینیوم در هر دو حالت می توان لایه ی اکسیدی را به وسیله ی روش های تمیز کاری شیمیایی و ساینده برداشت و حذف کرد.