Wärmebehandlung von Aluminium

Alle technischen Aluminiumwerkstoffe durchlaufen während ihrer Herstellung mehrere Produktionsschritte, die in irgendeiner Weise eine thermische Behandlung und / oder das Zusammenspiel zwischen thermischer und mechanischer Behandlung einbeziehen. Alle technischen Aluminiumwerkstoffe durchlaufen während ihrer Herstellung mehrere Produktionsschritte, die in irgendeiner Weise eine thermische Behandlung und / oder das Zusammenspiel zwischen thermischer und mechanischer Behandlung einbeziehen.

Entspannungsglühen

Der Begriff des Entspannungsglühens an sich ist leicht irreführend, da oft mit dieser Bezeichnung eine komplette Beseitigung der inneren Spannungen verbunden wird. Dies ist praktisch nicht möglich, da strenggenommen die Bindungen zwischen den Atomen auch „unter Spannung“ stehen. Treffender ist wohl eher die Bezeichnung „Spannungsarmglühen“. Der Begriff an sich ist leicht irreführend, da oft mit dieser Bezeichnung eine komplette Beseitigung der inneren Spannungen verbunden wird. Dies ist praktisch nicht möglich, da strenggenommen die Bindungen zwischen den Atomen auch „unter Spannung“ stehen. Treffender ist die Bezeichnung „Spannungsarmglühen“.

Hochglühen / Homogenisieren

Eine Hochglühung wird zumeist vor einer Warmumformung durchgeführt Eine Hochglühung wird zumeist vor einer Warmumformung durchgeführt. Die hiermit verfolgten Ziele können wie folgt benannt werden:

Lösungsglühen, Abschrecken

Ähnlich wie beim Hochglühen sind auch beim Lösungsglühen relativ hohe Temperaturen notwendig um entsprechende Vorgänge in der Struktur zu initiieren. Ähnlich wie beim Hochglühen sind auch beim Lösungsglühen relativ hohe Temperaturen notwendig um entsprechende Vorgänge in der Struktur zu initiieren. Die Temperatur sollte aus Gründen der Energieeffizienz möglichst hoch sein, um lange Glühzeiten zu vermeiden, muss aber unbedingt unterhalb der Schmelztemperatur der am niedrigsten schmelzenden Phase der Legierung liegen. Besondere Bedeutung kommt beim Lösungsglühen somit also der Temperaturführung zu. Insbesondere der Temperaturbereich muss je nach Legierung sehr exakt, mit zum Teil maximalen Temperaturabweichungen von ±5° C eingestellt und kontrolliert werden. Eine genaue Kenntnis der Zustandsdiagramme ist deshalb zwingend erforderlich. Überschreiten des zulässigen Temperaturbereiches kann zu Anschmelzungen der niedrigst schmelzenden intermetallischen Phasen und somit…

Kaltauslagern, Warmauslagern

Während der Lagerung bei Raumtemperatur kommt es zur Bildung kohärenter Ausscheidungen, die den Zusammenhang des Metallgitters nicht stören aber stark verzerren, was sich in deutlicher Steigerung der Härte und Zugfestigkeit bemerkbar macht. Bedingt durch die geringe Temperatur verlaufen die Prozesse relativ langsam und benötigen Zeiträume von mehreren Tagen. Das nach dem Abschrecken eingestellte Gefüge ist geprägt von starken inneren Spannungen, die aus der über die Löslichkeitsgrenze hinausgehende Einlagerung von Fremdatomen (der Legierungselemente) in die Grundmatrix des Aluminiums verursacht wurde. Eine sinnvolle Weiterverarbeitung solcher Metallzustände ist quasi nicht möglich.

Weichglühen

Wie die Bezeichnung schon treffend ausdrückt ist das Ziel dieser Wärmebehandlung, Werkstoffe in einen Zustand mit möglichst geringer Festigkeit und hoher Dehnung zu überführen. Sie wird in den meisten Fällen durchgeführt, um nachfolgende Umformarbeiten (Walzen, Schmieden) deutlich zu erleichtern oder sogar erst zu ermöglichen. Wie die Bezeichnung schon treffend ausdrückt ist das Ziel dieser Wärmebehandlung, Werkstoffe in einen Zustand mit möglichst geringer Festigkeit und hoher Dehnung zu überführen. Sie wird in den meisten Fällen durchgeführt, um nachfolgende Umformarbeiten (Walzen, Schmieden) deutlich zu erleichtern oder sogar erst zu ermöglichen.

Übersicht der Prozessparameter

Prozessparameter der Wärmebehandlung Um hochpräzise Bauteile spanend herzustellen, ist es manchmal unumgänglich die Halbzeuge oder angearbeiteten Bauteile einer Entspannungsglühung zu unterziehen. Ist dies bei naturharten Werkstoffen vollkommen unproblematisch, dürfen bei ausgehärteten Legierungen die Auslagerungstemperaturen keinesfalls überschritten werden.