Vrijeme i brzina skrućivanja ključni su aspekti dizajna hlađenja i skrućivanja dijelovi za lijevanje aluminija jer izravno utječu na kvalitetu, mehanička svojstva i cjelovitost konačnog odljevka. Evo zašto su ovi čimbenici važni:
Brzina kojom se aluminij hladi i skrućuje utječe na veličinu zrna materijala. Brže stope hlađenja obično proizvode sitnija zrna, što može poboljšati čvrstoću i žilavost odljevka. Suprotno tome, sporije stope hlađenja mogu rezultirati krupnijim zrnima, što bi moglo smanjiti ova svojstva. Kontrolom vremena i brzine skrućivanja može se postići usmjereno skrućivanje, što pomaže u stvaranju ujednačenije strukture zrna i smanjuje nedostatke poput poroznosti.
Ispravna kontrola vremena skrućivanja pomaže u ublažavanju nedostataka povezanih sa skupljanjem. Ako do skrućivanja dođe prebrzo, može zarobiti plinove unutar metala, što dovodi do poroznosti. Nasuprot tome, ako se događa presporo, prekomjerno skupljanje može stvoriti šupljine ili pukotine. Spore stope skrućivanja mogu dovesti do vrućeg kidanja, kvara uzrokovanog toplinskim stresom dok materijal prelazi iz tekućeg u kruto stanje. Kontroliranjem brzine skrućivanja može se smanjiti vjerojatnost ovog problema.
Nejednake brzine hlađenja mogu stvoriti toplinske gradijente unutar odljevka, što dovodi do zaostalih naprezanja, savijanja i pucanja. Pažljivim upravljanjem vremenom skrućivanja, proces hlađenja može biti ujednačeniji, minimizirajući ove probleme. Jednoliko hlađenje i skrućivanje osiguravaju da se cijeli odljevak hladi sličnom brzinom, što rezultira dosljednim mehaničkim svojstvima i smanjuje vjerojatnost nedostataka u različitim dijelovima dio.
Na mehanička svojstva aluminija, kao što su vlačna čvrstoća, tvrdoća i duktilnost, utječe brzina hlađenja. Optimiziranje vremena skrućivanja može pomoći u postizanju željene ravnoteže ovih svojstava za određenu primjenu. Brzina skrućivanja također utječe na to kako odljevak reagira na naknadne toplinske tretmane, kao što je žarenje ili starenje. Pravilno skrućivanje može postaviti odljevak kako bi se postigli bolji rezultati tijekom ovih tretmana.
Ako se metal prebrzo skrutne, možda neće u potpunosti ispuniti kalup, što dovodi do nepotpunih ili izobličenih odljevaka. Kontrola vremena skrućivanja osigurava da rastaljeni aluminij može ispravno teći u sva područja kalupa prije nego što se počne skrućivati. Kontrolirana brzina hlađenja može smanjiti turbulenciju u rastaljenom metalu, što inače može dovesti do nedostataka kao što je zarobljavanje plina i površinske nepravilnosti.
Brzina skrućivanja može utjecati na obradivost odljevka. Na primjer, odljevke s finijom zrnastom strukturom proizvedene bržim skrućivanjem može biti lakše strojno obraditi s boljom završnom obradom površine. Na kvalitetu površinskih obrada, kao što je eloksiranje ili bojanje, može utjecati struktura zrna i integritet površine odljevka, oboje od kojih utječu vrijeme i brzina skrućivanja.
Optimiziranjem vremena skrućivanja, ukupno vrijeme proizvodnog ciklusa može se smanjiti, poboljšavajući učinkovitost proizvodnje i propusnost. Učinkovita kontrola skrućivanja može smanjiti otpad i preradu, što dovodi do učinkovitije upotrebe materijala i nižih troškova proizvodnje.
Zaostala naprezanja nastaju zbog različitih brzina hlađenja u različitim dijelovima odljevka. Ispravno upravljanje stopom skrućivanja može smanjiti ta naprezanja, što dovodi do stabilnijeg i izdržljivijeg lijevanja.
Razmatranje vremena i brzine skrućivanja bitno je u dizajnu dijelova od aluminijskih odljevaka kako bi se osigurali visokokvalitetni odljevci bez grešaka sa poželjnim mehaničkim svojstvima. Pravilna kontrola ovih čimbenika dovodi do boljeg strukturalnog integriteta, poboljšanih performansi i učinkovitijih proizvodnih procesa.
