アルミニウム合金は、優れた機械的性質と耐腐食性を備えた重要な構造材料です。アルミニウム合金の性能をさらに向上させるには、通常、熱処理が必要です。鋳造アルミニウム合金の熱処理とは、鋳造アルミニウム合金を特定の温度に加熱し、一定時間維持してから冷却するプロセスを指します。
鋳造アルミニウム合金の熱処理の主な目的は次のとおりです。
1. 材料の機械的特性の向上: 熱処理により、アルミニウム合金の強度、硬度、耐摩耗性が向上し、さまざまなエンジニアリング用途の要件を満たすことができます。
2.材料の内部応力の除去：アルミニウム合金の鋳造プロセスでは、冷却速度が遅いため、
3. 材料の耐食性の向上：アルミニウム合金は熱処理中に緻密な酸化膜を形成し、材料の耐食性を効果的に向上させ、耐用年数を延ばすことができます。
鋳造アルミニウム合金の熱処理プロセスには、通常、次の手順が含まれます。
1. 加熱: 鋳造アルミニウム合金部品を炉に入れて加熱し、希望の熱処理温度に到達させます。加熱温度と時間の選択は、アルミニウム合金の組成と必要な特性によって異なります。
2. 断熱：希望の温度まで加熱した後、一定時間その温度を維持し、アルミニウム合金の内部構造の均一な熱平衡状態を実現します。断熱時間の長さも熱処理効果に影響を与える重要な要素の 1 つです。
3. 冷却：特定の要件に応じて適切な冷却方法を選択します。一般的に使用される冷却方法には、水冷、油冷、自然冷却などがあります。冷却方法が異なると、アルミニウム合金の性能にさまざまな影響が及びます。
熱処理の4つの主なプロセス:
1. 焼鈍処理：アルミニウム合金鋳物を比較的高温（通常 300 度前後）に加熱し、一定時間保持した後、炉内で室温まで冷却するプロセスを焼鈍といいます。焼鈍処理中に固溶体が分解し、第 2 相粒子が凝集するため、鋳物の内部応力が除去され、鋳物のサイズが安定し、変形が減少し、鋳物の可塑性が向上します。
2. 溶体化処理：鋳物を共晶の融点に近い可能な限り高い温度まで加熱し、この温度で十分な時間維持した後、急速に冷却して強化成分の溶解を最大限にします。この高温状態は室温で固定され、保存されます。このプロセスは溶体化処理と呼ばれます。固溶体化処理は、鋳物の強度と可塑性を向上させ、合金の耐食性を高めることができます。
3. 時効処理：固溶体処理された鋳物を一定の温度に加熱し、一定時間保持した後、炉から取り出し、空気中で室温までゆっくり冷却するプロセスを時効といいます。室温で時効強化を行う場合は自然時効、室温以上で時効強化を行い、一定時間保持する場合は人工時効といいます。時効処理は、過飽和固溶体分解の自発的なプロセスであり、合金マトリックスの格子を比較的安定した状態に戻します。
4. 冷間および熱間サイクル処理：冷間および熱間サイクル処理を経た鋳物は、複数の加熱および冷却プロセスにより固溶体格子の収縮および膨張が起こり、各相の格子がわずかにずれ、第 2 相粒子の状態がより安定するため、鋳物の寸法安定性が向上し、精密部品の製造に適したものになります。
熱処理中は、次の 3 つの重要な点に注意する必要があります。
1. 温度制御：加熱プロセス中は、アルミニウム合金の性能に悪影響を与えないように、温度を厳密に制御して、過度に高温または低温にならないようにする必要があります。
2. 絶縁時間：絶縁時間の長さはアルミニウム合金の構造と特性に直接影響します。絶縁時間が長すぎたり短すぎたりすると、熱処理結果が不十分になる可能性があります。
3. 冷却速度: 冷却速度が異なると、アルミニウム合金の微細構造と特性に異なる影響が及びます。特定の要件に応じて、適切な冷却方法と速度を選択する必要があります。