Финишная обработка алюминия и его сплавов

Финишная обработка – представляет собой процесс получения качественной равномерно обработанной поверхности, которая не будет иметь внешних дефектов. Это процесс устранения мелких дефектов поверхности на последнем этапе обработки.

Для обработки алюминия необходимо учитывать его физико-химические свойства. Алюминиевые сплавы имеют очень большое разнообразие иногда значительно отличающиеся друг от друга по своим свойствам. Ниже приводятся некоторые наиболее значительные свойства алюминиевых сплавов, значительно влияющие на его галтовочную обработку.

Алюминиевые сплавы условно делятся на литейные (для производства отливок) и деформируемые (для производства проката и поковок). В металлообрабатывающей промышленности обычно применяются деформируемые сплавы. Их химический состав общего применения описывается в ГОСТ 4784-97 и ГОСТ 1131.

Деформируемые сплавы разделяют по способу упрочнения: упрочняемые давлением (деформацией) и термоупрочняемые.

- Сплавы, упрочняемые давлением,  упрочняются только  холодной деформацией (холодная прокатка или волочение). Деформационное упрочнение приводит к увеличению прочности и твердости, но уменьшает пластичность. Восстановление пластичности достигается рекристаллизационным отжигом.

- Сплавы, термоупрочняемые, упрочняются путем специальной термообработки. Она заключается в закалке с определенной температуры и последующей выдержкой в течение некоторого времени при другой температуре (старение). Происходящее при этом изменение структуры сплава,  увеличивает прочность, твердость без потери пластичности.

В таблице приведены наиболее распространенные деформируемые сплавы с краткой характеристикой их свойств.  Маркировка дана по ГОСТ 4784-97 и международной классификации ИСО 209-1.

Плотность алюминиевых сплавов незначительно отличается от плотности чистого алюминия (2.7г/см3). Она изменяется от 2.65 г/см3 для сплава АМг6 до 2.85 г/см3 для сплава В95.

Легирование сплавов практически не влияет на величину модуля упругости и модуля сдвига. Например, модуль упругости упрочненного дюралюминия Д16Т  практически равен модулю упругости чистого алюминия А5 (Е=7100 кгс/мм2). Однако, за счет того, что предел текучести сплавов в несколько раз превышает предел текучести чистого алюминия, алюминиевые сплавы уже могут использоваться в качестве конструкционного материала с разным уровнем нагрузок (в зависимости от марки сплава и его состояния).

Коррозионные свойства.

     Наилучшие коррозионные свойства имеют сплавы АМц, АМг, АД31, а худшие – высоко-прочные сплавы Д16, В95, АК. Кроме того   коррозионные свойства термоупрочняемых сплавов существенно зависят от режима закалки и старения. Например сплав Д16 обычно применяется в естественно-состаренном состоянии (Т). Однако свыше 80оС его коррозионные свойства значительно ухудшаются и для использования при больших температурах часто применяют искусственное старение, хотя ему соответствует меньшая прочность и пластичность (чем после естественного старения). Поскольку дюралюминиевый сплав Д16 не отличается хорошими коррозионными свойствами, желательна дополнительная защита изделий из него анодированием или нанесением лакокрасочных покрытий. При эксплуатации при температурах выше 80-100 С проявляется склонность к межкристаллитной коррозии. Необходимость дополнительной защиты от коррозии относится и к другим высокопрочным сплавам (Д1, В95, АК).

Многие прочные термоупрочняемые сплавы подвержены коррозии под напряжением.

В отличии от термоупрочняемых сплавов, сплавы упрочняемые давлением обладают высокой коррозионной стойкостью.

Механические свойства.

Прочность сплавов АМц и АМг возрастает (а пластичность уменьшается) с увеличением степени легирования. Высокая коррозионная стойкость и свариваемость определяет их применение в конструкциях малой нагруженности. Сплавы АМг5 и АМг6 могут использоваться в средненагруженных конструкциях.  Эти сплавы упрочняются только холодной деформацией.

       Термоупрочняемые сплавы позволяют производить упрочнение деталей после их изготовления если исходный полуфабрикат не подвергался термоупрочняющей обработке.

      Наибольшую прочность после упрочняющей термообработки (закалка и старение) имеют сплавы Д16, В95, АК6, АК8, АК4-1 (из доступных в свободной продаже).

На основании вышеперечисленных свойств алюминия и его сплавов можно сказать, что для финишной галтовочной обработке алюминия должны использоваться различные абразивные материалы и галтовочные жидкости. Чтобы правильно обработать  алюминиевый сплав, нужно учитывать свойства данного металла и применять к нему сугубо индивидуальный технологический процесс обработки.