Технология термической обработки литейных сплавов

Термической обработке магниевые литейные сплавы подвер­гают для повышения механических свойств и уменьшения ос­таточных напряжений. Упрочняющая термическая обработка состоит из закалки и последующего искусственного старения. Для уменьшения остаточных напряжений используют отжиг (режим Т2).

Так как магниевые сплавы при повышенных температурах могут реагировать с атмосферой печи, то при нагреве используют только электрические печи. Для предотвращения пере­гревов и возгорания магния нагревательные элементы должны быть тщательно экранизированы. Экраны и кожух печи изготовляют из нержавеющей стали. Нагрев полуфабрикатов из магниевых сплавов в жидких селитровых ваннах запрещен во избежание взрыва и пожаров.

Отливки загружают в печь в специальных ящиках или в этажерках. Отливки сложной конфигурации следует загружать на специальных приспособлениях, предотвращающих ко­робление. Перед загрузкой в печь отливки очищают от магниевой пыли, стружки и тщательно просушивают во избежание загорания.

Для уменьшения окисления нагрев рекомендуют проводить в нейтральной атмосфере углекислрго газа, аргона и т. п. или в воздушной атмосфере с добавкой 0,5—1 SO₂. Серный газ, создающий в рассматриваемом случае защитную атмосферу, вводят в печь по трубе; иногда его получают в самой печи разложением серного колчедана, загружаемого в печь в специальных ящиках. Количество серного колчедана берут из расчета 0,5— 1 кг на 1 м³ рабочего пространства печи. Детали до сравнительно невысоких температур можно нагревать и без применения специальных атмосфер.

В структуре отливок из магниевых сплавов всегда имеются неравновесные фазы. Это затрудняет выбор эффективных тем­ператур закалки из-за возможности расплавления этих фаз при нагреве. Для предотвращения этого явления для некоторых сплавов разработаны ступенчатые режимы нагрева под за­калку.

Время выдержки при температуре нагрева под закалку для магниевых сплавов колеблется в широких пределах и зависит от состава сплава и структуры отливок. Величина зерна в от­ливках из магниевых сплавов определяется толщиной стенки сечения и способом литья. Чем массивнее отливка и меньше скорость охлаждения при затвердевании, тем грубее зерно. Поэтому время выдержки при нагреве под закалку в зависи­мости от этих факторов может изменяться в широких преде­лах.

Толстостенные отливки с грубым зерном требуют большего времени нагрева под закалку по сравнению с тонкостенными и отлитыми в кокиль, в которых из-за достаточно больших ско­ростей охлаждения при затвердевании зерно и выделения уп­рочняющих фаз мельче и однороднее по размерам.

Закалка магниевых сплавов существенно повышает меха­нические свойства, особенно в сплавах системы Mg—Al—Zn. Поэтому ее часто используют без последующего старения (ре­жим Т4). Критическая скорость охлаждения при закалке маг­ниевых сплавов невелика, и поэтому охлаждение после на­грева под закалку проводят в спокойном воздухе. Для интенсификации охлаждения при закалке применяют также обдувку струями воздуха или охлаждение в подогретой до 80—95 °С воде.

Искусственное старение магниевых сплавов проводят в печах с воздушной атмосферой, а охлаждение после старения в спокойном воздухе. Процессы распада при старении сопровождаются объемными эффектами, вызывающими изменение размеров отливок.