Naprężenia w odkuwkach aluminiowych

Odkuwki aluminiowe będą generować różnorodne naprężenia podczas procesu kucia, głównie w tym naprężenia termiczne, naprężenia zmiany fazowej i naprężenia skurczowe. Naprężenia te będą miały niekorzystny wpływ na właściwości mechaniczne i dokładność obróbki odkuwek aluminiowych.

Naprężenie termiczne: Naprężenie termiczne jest spowodowane różną szybkością chłodzenia różnych części odlewu. Podczas procesu kucia stopów aluminium różne części odlewu schładzają się z różną szybkością, co powoduje naprężenia ściskające w cienkich ściankach i naprężenia rozciągające w grubych ściankach, co skutkuje naprężeniami szczątkowymi w odlewie.

Naprężenie związane ze zmianą fazy: Naprężenie związane ze zmianą fazy to zmiana objętości spowodowana zmianą fazy stopu aluminium podczas procesu chłodzenia. Ze względu na nierówną grubość ścianek odlewów aluminiowych, różne części ulegają przemianie fazowej w różnym czasie, co powoduje zmiany wielkości objętości, generując w ten sposób naprężenia związane ze zmianą fazy.

Naprężenie skurczowe: Naprężenie skurczowe to naprężenie rozciągające spowodowane zablokowaniem formy i rdzenia podczas kurczenia się odlewu aluminiowego. Naprężenie to ma charakter tymczasowy i ustąpi samoistnie po rozpakowaniu odlewu aluminiowego, jeżeli jednak czas rozpakowania będzie nieodpowiedni, może spowodować pęknięcia termiczne.

Metody eliminacji stresu
W celu wyeliminowania tych naprężeń można zastosować następujące metody:

„Metoda eliminacji starzenia”: Wykonując obróbkę starzenia w niższej temperaturze, naprężenia szczątkowe w blasze ze stopu aluminium po hartowaniu można złagodzić i uwolnić.
„Metoda rozciągania mechanicznego”: poprzez zastosowanie trwałego odkształcenia plastycznego przy rozciąganiu, naprężenia rozciągające i pierwotne naprężenia resztkowe po hartowaniu nakładają się i następuje odkształcenie plastyczne, eliminując w ten sposób naprężenia szczątkowe.
„Metoda tłoczenia formy na zimno”: Wykonując ograniczone kształtowanie na zimno w specjalnej formie wykańczającej, naprężenia szczątkowe w odkuwkach matrycowych ze stopu aluminium o złożonym kształcie.
„Obróbka cieplna”: poprzez zmianę struktury krystalicznej części aluminiowej poprzez ogrzewanie i chłodzenie, zmieniając w ten sposób jej właściwości fizyczne i eliminując naprężenia wewnętrzne.
„Obróbka na zimno”: zmiana kształtu i struktury części aluminiowej za pomocą siły mechanicznej, eliminując w ten sposób naprężenia wewnętrzne.