3.9.4 Värmebehandling av aluminiumgjutgods

För att förbättra de mekaniska egenskaperna hos aluminiumgjutlegeringar utnyttjas ofta olika typer av värmebehandlingar.

Den vanligaste värmebehandlingen är en så kallad utskiljningshärdning (T6). Normalt tillämpas denna behandling endast vid sand- och kokillgjutgods. Härdningsprocessen baseras på det förhållandet att vissa legeringselement som tillsätts aluminiumsmältor har större löslighet i fast form vid hög temperatur än vid låg. Vid de mest använda aluminiumgjutlegeringarna tillsätts magnesium som verksamt medel för utskiljningshärdningen. Magnesium förenar sig med kisel till Mg2Si.

Utskiljningshärdning görs i tre steg:

  1. Upplösning

  2. Släckning

  3. Utskiljning (åldring)

Upplösningen syftar till att lösa upp en maximal mängd av utskiljningshärdande ämnen, normalt magnesium, samt att fördela den upplösta mängden så homogent som möjligt i grundmassan. Temperaturen hålls så högt som möjligt, det vill säga strax under den eutektiska temperaturen (520-560 °C).

Vid släckningen snabbkyls materialet från upplösningstemperaturen. Legeringsämnena tvingas kvar i fast lösning genom att en tvångslösning erhålls av det utskiljningshärdande ämnet, exempelvis magnesium. Vanligen släcker man genom att sänka ner materialet i vatten, vars temperatur bör vara max 50°C. Överföringen från ugn till vattenbad måste ske snabbt, inom ca 30 sekunder, om utskiljningar skall undvikas före själva utskiljningsbehandlingen. I det släckta tillståndet kan riktning eller formning av materialet utföras. Detta måste dock ske omedelbart eftersom utskiljningshärdningen för många legeringar sätter igång snabbt, redan vid rumstemperatur.

 I vissa aluminiumlegeringar sker utskiljningen så snabbt vid rumstemperatur att ingen ytterligare värmebehandling är nödvändig. Dessa legeringar benämns kallåldrande. Utskiljningsbehandling vid förhöjd temperatur, varmåldring, sker i regel vid relativt låga temperaturer (150 - 200°C) och under lång tid (5 - 48 timmar) eftersom detta ger optimala egenskaper.

3073