I. Définition
Le traitement thermique des pièces moulées en alliage d'aluminium consiste à contrôler la température de chauffage, le temps de maintien et la vitesse de refroidissement en fonction d'une certaine spécification de traitement thermique pour modifier la structure de l'alliage. Son objectif principal est d'améliorer les propriétés mécaniques, d'améliorer les performances de traitement et d'obtenir une stabilité dimensionnelle.
II. Le processus de traitement thermique des pièces moulées en alliage d'aluminium peut être divisé en quatre catégories suivantes :
Traitement de recuit
Traitement de solution
Traitement cyclique
Traitement du vieillissement : vieillissement artificiel incomplet, vieillissement artificiel complet, survieillissement
III. Codes d’État courants et utilisations du traitement thermique des alliages d’aluminium :
T1 : Le vieillissement artificiel améliore la dureté, améliore les performances de traitement et améliore la résistance des alliages tels que ZL104 et ZL105.
T2 : Le recuit élimine les contraintes internes, élimine l'écrouissage causé par l'usinage, améliore la stabilité dimensionnelle et augmente la plasticité de l'alliage.
Le traitement T4 Solution améliore la résistance et la dureté, obtient la plasticité la plus élevée et une bonne résistance à la corrosion.
Le traitement de solution T5 + vieillissement artificiel incomplet est utilisé pour obtenir une résistance suffisamment élevée et maintenir une plasticité élevée, mais la résistance à la corrosion diminue.
Le traitement de solution T6 + vieillissement artificiel complet est utilisé pour obtenir la résistance la plus élevée, mais la plasticité et la résistance à la corrosion sont réduites.
Le traitement de solution T7 + la trempe de stabilisation améliorent la stabilité dimensionnelle et la résistance à la corrosion, et maintiennent des propriétés mécaniques élevées.
Le traitement de solution T8 et le revenu adoucissant permettent d'obtenir une stabilité dimensionnelle, d'améliorer la plasticité, mais de réduire la résistance.
IV. Défauts de traitement thermique des alliages d'aluminium et méthodes d'élimination :
1. Type de défaut 1 :
Propriétés mécaniques non qualifiées : se manifestent par un faible allongement à l'état de recuit ; résistance à la traction et allongement non qualifiés à l'état de traitement en solution ; résistance à la traction et allongement non qualifiés après vieillissement.
Causes :
(1). Lors du recuit des pièces moulées, la température de recuit est trop basse ou le temps de maintien est insuffisant, ou la vitesse de refroidissement est trop rapide ;
(2). Pendant le traitement en solution, la température est trop basse ou le temps de maintien est insuffisant, ou le temps de transfert de trempe est trop long, ou la température de l'eau de trempe est trop élevée ;
(3). Les températures de vieillissement artificiel incomplètes et les températures de vieillissement artificiel complet sont trop élevées ou le temps est trop long, ce qui entraîne une résistance à la traction élevée et un allongement non qualifié, tandis qu'une basse température et un temps court entraînent une faible résistance à la traction et un allongement élevé ;
(4). L'écart de la composition chimique de l'alliage, tel que le composant principal, est biaisé vers la limite supérieure.
2. Méthodes d’élimination :
a.Recuire à nouveau, augmenter la température, ou prolonger le temps de maintien, ou refroidir strictement avec le four ;
b.Augmentez la température de la solution jusqu'à la limite supérieure ou prolongez le temps de maintien, essayez de raccourcir le temps de transfert de trempe ou réduisez la température de l'eau de trempe tout en vous assurant que la trempe ne se déforme pas ou ne se fissure pas, ou remplacez le milieu de trempe, utilisez le milieu de trempe organique « CL-1 » ;
c.Ajustez à nouveau la température et le temps de vieillissement après le traitement en solution ;
d. En fonction de la composition chimique spécifique, ajustez les spécifications du traitement thermique lors de la répétition du traitement thermique et ajustez la composition chimique du prochain lot de pièces moulées
2. Défaut de type 2 :
Trempe inégale : se manifeste par de faibles propriétés de traction et une faible dureté dans les parties épaisses et de grande taille de la pièce moulée, voire non qualifiée.
Causes : Chauffage et refroidissement locaux inégaux de la pièce moulée, tels que chauffage et refroidissement différents des pièces épaisses et grandes et des pièces minces et petites, pénétration lente de la chaleur et refroidissement lent des pièces épaisses et grandes.
Méthode d'élimination :
a. Réchauffer le traitement, de sorte que les pièces épaisses et de grande taille se trouvent dans la zone de température élevée du four, ou prolonger le temps d'isolation ;
b. Laissez d’abord refroidir les parties épaisses et larges ;
c. Remplacez le milieu de trempe et utilisez un milieu de trempe organique.
d. Appliquez de la peinture sur le moulage pour le chauffer et le refroidir uniformément.
3. Défaut de type trois
Déformation : Elle se manifeste par des changements de forme et de taille de la pièce moulée lors du traitement thermique et du traitement mécanique ultérieur.
Causes :
a. La vitesse de chauffage est trop rapide ;
b. Le refroidissement est trop intense ;
c. La différence d’épaisseur de paroi est importante ;
d. Méthode de chargement incorrecte et méthode d'évacuation de l'eau incorrecte.
Méthode d'élimination :
a. Réduire la vitesse de chauffe ;
b. Remplacez le fluide de refroidissement, ou augmentez la température du fluide ou utilisez une trempe isotherme ;
c. Appliquer de la peinture sur les parties épaisses ou minces des murs ;
d. Utiliser des appareils appropriés et choisir la bonne direction d’évacuation de l’eau ;
e. Choisissez la composition chimique la plus adaptée.
4. Défaut de type quatre
Fissures
Elle se manifeste par l'apparition de fissures sur la pièce moulée après traitement thermique, visibles à l'œil nu ou détectées par inspection par fluorescence.
Causes :
a. La vitesse de chauffage est trop rapide ;
b. Le refroidissement est trop intense ;
c. La différence d’épaisseur de paroi est importante ;
d. Méthode de chargement incorrecte et méthode d'évacuation de l'eau incorrecte.
Méthode d'élimination :
a. Réduire la vitesse de chauffage ;
b. Remplacez le fluide de refroidissement, ou augmentez la température du fluide ou utilisez une trempe isotherme ;
c. Appliquer la peinture sur des parois épaisses ou minces ;
d. Utiliser des appareils appropriés et choisir la bonne direction d’évacuation de l’eau ;
e. Choisissez la composition chimique la plus adaptée.
4. Défaut de type 5
Surcombustion
Elle se manifeste par une fusion locale des pièces moulées produisant des nodules de surface ; les propriétés mécaniques, notamment l'allongement, diminuent ; une refusion de la structure métallographique, etc.
Causes :
a. La teneur en éléments impurs à bas point de fusion est trop élevée, comme le Si et le Mg à forte teneur dans les alliages Al-Cu ;
b. Chauffage irrégulier et chauffage trop rapide, de sorte que la température de chauffage locale de la pièce dépasse la température de surchauffe ;
c. La température de la zone de la pièce dépasse localement la température de surchauffe ;
d. La défaillance des instruments de mesure et de contrôle de la température entraîne une température trop élevée dans le four.
Méthodes d'élimination :
a. Sélectionner des matériaux de four qualifiés;
b. Sélectionnez un taux de chauffage raisonnable ;
c. Chauffer par étapes;
d. Calibrez régulièrement la température de chaque zone de chauffage du four pour vous assurer qu'elle ne dépasse pas ±5 degrés et ne chargez aucune pièce à une température trop élevée ;
e. Calibrez régulièrement l'instrument pour garantir une mesure et un contrôle précis de la température.
