Spanning in aluminiumsmeedstukken

Aluminiumsmeedstukken zullen tijdens het smeedproces een verscheidenheid aan spanningen genereren, waaronder voornamelijk thermische spanning, faseveranderingsspanning en krimpspanning. Deze spanningen zullen een negatief effect hebben op de mechanische eigenschappen en verwerkingsnauwkeurigheid van aluminiumsmeedstukken.

‌Thermische spanning‌: Thermische spanning wordt veroorzaakt door de verschillende koelsnelheden van verschillende delen van het gietstuk. Tijdens het smeedproces van aluminiumlegeringen koelen verschillende delen van het gietstuk met verschillende snelheden af, wat resulteert in drukspanning in dunne wanden en trekspanning in dikke wanden, wat resulteert in restspanning in het gietstuk.

Faseveranderingsspanning: Faseveranderingsspanning is de volumeverandering die wordt veroorzaakt door de faseverandering van een aluminiumlegering tijdens het koelproces. Vanwege de ongelijkmatige wanddikte van aluminium gietstukken ondergaan verschillende onderdelen op verschillende tijdstippen faseverandering, wat resulteert in veranderingen in de volumegrootte, waardoor faseveranderingsspanning ontstaat.

Krimpspanning: Krimpspanning is de trekspanning die wordt veroorzaakt door de obstructie van de mal en de kern wanneer het aluminium gietstuk wordt gekrompen. Deze spanning is tijdelijk en verdwijnt vanzelf wanneer het aluminium gietstuk wordt uitgepakt, maar als de uitpaktijd niet geschikt is, kan dit thermische scheuren veroorzaken.

Methoden voor het elimineren van stress
Om deze spanningen te elimineren, kunnen de volgende methoden worden toegepast:

‌Verouderingseliminatiemethode‌: Door een verouderingsbehandeling bij een lagere temperatuur uit te voeren, kan de restspanning in de aluminiumlegeringsplaat na het blussen worden ontspannen en opgeheven‌.
‌Mechanische rekmethode‌: Door permanente plastische trekvervorming toe te passen, worden de trekspanning en de oorspronkelijke uitdovende restspanning over elkaar heen gelegd en treedt plastische vervorming op, waardoor de restspanning‌ wordt geëlimineerd.
‌Mold koude persmethode‌: Door het uitvoeren van beperkte koude vorming in een speciale afwerkingsmal, wordt de restspanning in de complexe vorm van de matrijssmeedstukken van aluminiumlegeringen verminderd.
‌Warmtebehandeling‌: Door de kristalstructuur van het aluminium onderdeel te veranderen door verwarming en koeling, waardoor de fysieke eigenschappen ervan veranderen en interne spanning‌ wordt geëlimineerd.
‌Koud bewerken‌: het veranderen van de vorm en structuur van het aluminium onderdeel door mechanische kracht, waardoor interne spanning‌ wordt geëlimineerd.