Podsumowanie podstaw obróbki cieplnej!

Obróbka cieplna odnosi się do procesu termicznego metalu, podczas którego materiał jest podgrzewany, utrzymywany i chłodzony poprzez ogrzewanie w stanie stałym w celu uzyskania pożądanej organizacji i właściwości.

I. Obróbka cieplna

1, Normalizowanie: elementy stalowe lub stalowe podgrzewane do punktu krytycznego AC3 lub ACM powyżej odpowiedniej temperatury, aby utrzymać określony czas po schłodzeniu w powietrzu, aby uzyskać organizację procesu obróbki cieplnej typu perlitycznego.

2, Wyżarzanie: przedmiot ze stali eutektycznej podgrzany do AC3 powyżej 20-40 stopni, po przetrzymaniu przez pewien czas, w piecu powoli chłodzonym (lub zakopanym w chłodzeniu piaskiem lub wapnem) do 500 stopni poniżej temperatury chłodzenia w procesie obróbki cieplnej powietrzem .

3, Obróbka cieplna w roztworze stałym: stop jest podgrzewany do jednofazowego obszaru o wysokiej temperaturze o stałej temperaturze w celu utrzymania, tak że nadmiar fazy jest całkowicie rozpuszczony w roztworze stałym, a następnie szybko schładzany, aby uzyskać proces obróbki cieplnej przesyconego roztworu stałego .

4, Starzenie: Po obróbce cieplnej w roztworze stałym lub odkształceniu plastycznym stopu na zimno, gdy jest on umieszczony w temperaturze pokojowej lub utrzymywany w temperaturze nieco wyższej niż temperatura pokojowa, zjawisko jego właściwości zmienia się w czasie.

5, Obróbka roztworem stałym: tak, aby stop w różnych fazach całkowicie się rozpuścił, wzmocnił roztwór stały i poprawił wytrzymałość i odporność na korozję, wyeliminował naprężenia i zmiękczenie, aby kontynuować formowanie.

6, Obróbka starzenia: ogrzewanie i utrzymywanie w temperaturze wytrącania fazy wzmacniającej, tak aby wytrącenie fazy wzmacniającej wytrąciło się, utwardziło i poprawiło wytrzymałość.

7, Hartowanie: austenityzacja stali po ochłodzeniu z odpowiednią szybkością chłodzenia, tak aby przedmiot obrabiany w przekroju poprzecznym miał całość lub pewien zakres niestabilnej struktury organizacyjnej, takiej jak przemiana martenzytyczna w procesie obróbki cieplnej.

8, Odpuszczanie: hartowany przedmiot zostanie nagrzany do punktu krytycznego AC1 poniżej odpowiedniej temperatury przez pewien okres czasu, a następnie ochłodzony zgodnie z wymaganiami metody, w celu uzyskania pożądanej organizacji i właściwości proces obróbki cieplnej.

9, Węgloazotowanie stali: węgloazotowanie polega na powierzchniowej warstwie stali z jednoczesną infiltracją procesu węgla i azotu.Zwyczajowe węgloazotowanie jest również znane jako cyjanek, szerzej stosowane jest węgloazotowanie gazowe w średniej temperaturze, a węgloazotowanie gazowe w niskiej temperaturze (tj. azotonawęglanie gazowe).Głównym celem średniotemperaturowego węgloazotowania gazowego jest poprawa twardości, odporności na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej stali.Niskotemperaturowe węgloazotowanie gazowe na bazie azotowania, którego głównym celem jest poprawa odporności stali na zużycie i odporność na zgryz.

10, Obróbka odpuszczająca (hartowanie i odpuszczanie): ogólny zwyczaj będzie hartowany i odpuszczany w wysokich temperaturach w połączeniu z obróbką cieplną znaną jako obróbka odpuszczająca.Obróbka odpuszczająca jest szeroko stosowana w różnych ważnych częściach konstrukcyjnych, szczególnie tych pracujących pod zmiennymi obciążeniami korbowodów, śrub, kół zębatych i wałów.Odpuszczanie po obróbce odpuszczającej w celu uzyskania odpuszczonej organizacji sohnitu, jego właściwości mechaniczne są lepsze niż ta sama twardość znormalizowanej organizacji sohnitu.Jego twardość zależy od temperatury odpuszczania w wysokiej temperaturze i stabilności odpuszczania stali oraz wielkości przekroju przedmiotu obrabianego, zwykle pomiędzy HB200-350.

11, Lutowanie: z materiałem lutowniczym będą dwa rodzaje procesu topienia nagrzewania przedmiotu obrabianego, połączonego ze sobą procesem obróbki cieplnej.

II.TCharakterystyka procesu

Obróbka cieplna metali jest jednym z ważnych procesów w produkcji mechanicznej, w porównaniu z innymi procesami obróbki cieplnej, obróbka cieplna na ogół nie zmienia kształtu przedmiotu obrabianego i ogólnego składu chemicznego, ale poprzez zmianę wewnętrznej mikrostruktury przedmiotu obrabianego lub zmianę składu chemicznego skład powierzchni przedmiotu obrabianego, aby nadać lub poprawić wykorzystanie właściwości przedmiotu obrabianego.Charakteryzuje się poprawą wewnętrznej jakości przedmiotu obrabianego, która na ogół nie jest widoczna gołym okiem.Aby wytworzyć metalowy przedmiot o wymaganych właściwościach mechanicznych, fizycznych i chemicznych, oprócz rozsądnego doboru materiałów i różnorodności procesów formowania, często niezbędny jest proces obróbki cieplnej.Stal jest najczęściej stosowanym materiałem w przemyśle mechanicznym, złożonym mikrostrukturze stali, można ją kontrolować poprzez obróbkę cieplną, więc obróbka cieplna stali jest główną częścią obróbki cieplnej metalu.Ponadto aluminium, miedź, magnez, tytan i inne stopy można również poddać obróbce cieplnej w celu zmiany jego właściwości mechanicznych, fizycznych i chemicznych, w celu uzyskania innej wydajności.

III.Ton przetwarza

Proces obróbki cieplnej obejmuje na ogół ogrzewanie, przetrzymywanie, chłodzenie trzech procesów, czasami tylko ogrzewanie i chłodzenie dwa procesy.Procesy te są ze sobą powiązane, nie można ich przerwać.

Ogrzewanie jest jednym z ważnych procesów obróbki cieplnej.Obróbka cieplna metali wieloma metodami ogrzewania, najwcześniej jest wykorzystanie węgla drzewnego i węgla jako źródła ciepła, ostatnio zastosowanie paliw płynnych i gazowych.Zastosowanie energii elektrycznej sprawia, że ​​ogrzewanie jest łatwe do kontrolowania i nie powoduje zanieczyszczenia środowiska.Korzystanie z tych źródeł ciepła może być podgrzewane bezpośrednio, ale także poprzez stopioną sól lub metal, do pływających cząstek w celu pośredniego ogrzewania.

Nagrzewanie się metalu, obrabiany przedmiot jest narażony na działanie powietrza, często dochodzi do utleniania, odwęglenia (tzn. zmniejsza się zawartość węgla na powierzchni części stalowych), co ma bardzo negatywny wpływ na właściwości powierzchni części obrabianych cieplnie.Dlatego metal powinien zwykle znajdować się w atmosferze kontrolowanej lub atmosferze ochronnej, stopionej soli i ogrzewaniu próżniowym, ale także dostępne są powłoki lub metody pakowania w celu ogrzewania ochronnego.

Temperatura ogrzewania jest jednym z ważnych parametrów procesu obróbki cieplnej, wybór i kontrola temperatury ogrzewania ma na celu zapewnienie jakości obróbki cieplnej głównych zagadnień.Temperatura ogrzewania zmienia się w zależności od obrabianego materiału metalowego i celu obróbki cieplnej, ale zazwyczaj ogrzewa się powyżej temperatury przejścia fazowego, aby uzyskać organizację wysokotemperaturową.Ponadto przemiana wymaga pewnego czasu, więc gdy powierzchnia metalowego przedmiotu obrabianego osiągnie wymaganą temperaturę nagrzewania, ale jednocześnie musi być utrzymywana w tej temperaturze przez pewien okres czasu, tak aby temperatura wewnętrzna i zewnętrzna są spójne, tak że transformacja mikrostruktury jest zakończona, co jest znane jako czas utrzymywania.Zastosowanie ogrzewania o wysokiej gęstości energii i obróbki cieplnej powierzchni powoduje, że szybkość nagrzewania jest niezwykle duża, na ogół nie ma czasu przetrzymywania, podczas gdy chemiczna obróbka cieplna czasu przetrzymywania jest często dłuższa.

Chłodzenie jest również niezbędnym etapem procesu obróbki cieplnej, metody chłodzenia ze względu na różne procesy, głównie w celu kontrolowania szybkości chłodzenia.Ogólna szybkość chłodzenia przy wyżarzaniu jest najwolniejsza, normalizowanie szybkości chłodzenia jest szybsze, hartowanie szybkości chłodzenia jest szybsze.Ale także ze względu na różne rodzaje stali i różne wymagania, np. stal hartowana na powietrzu może być hartowana z taką samą szybkością chłodzenia jak normalizowanie.

IV.Pklasyfikacja procesów

Proces obróbki cieplnej metali można z grubsza podzielić na całą obróbkę cieplną, obróbkę cieplną powierzchni i chemiczną obróbkę cieplną trzech kategorii.W zależności od medium grzewczego, temperatury ogrzewania i metody chłodzenia, każdą kategorię można podzielić na szereg różnych procesów obróbki cieplnej.Ten sam metal, stosując różne procesy obróbki cieplnej, może uzyskać różną organizację, a co za tym idzie, mieć różne właściwości.Żelazo i stal są najczęściej stosowanymi metalami w przemyśle, a mikrostruktura stali jest również najbardziej złożona, dlatego istnieje wiele procesów obróbki cieplnej stali.

Ogólna obróbka cieplna polega na całkowitym nagrzaniu przedmiotu obrabianego, a następnie ochłodzeniu z odpowiednią szybkością, w celu uzyskania wymaganej organizacji metalurgicznej, w celu zmiany jego ogólnych właściwości mechanicznych w procesie obróbki cieplnej metalu.Ogólna obróbka cieplna stali, zgrubne wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie, cztery podstawowe procesy.

Proces oznacza:

Wyżarzanie polega na nagrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury, w zależności od materiału i wielkości przedmiotu obrabianego, przy różnym czasie przetrzymywania, a następnie powolnym chłodzeniu, którego celem jest doprowadzenie wewnętrznej organizacji metalu do osiągnięcia lub zbliżenia stanu równowagi , w celu uzyskania dobrej wydajności i wydajności procesu lub w celu dalszego hartowania w celu organizacji preparatu.

Normalizowanie polega na nagrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury po schłodzeniu na powietrzu, efekt normalizacji jest podobny do wyżarzania, tylko w celu uzyskania lepszej organizacji, często stosowany w celu poprawy wydajności skrawania materiału, ale czasami stosowany również w niektórych przypadkach mniej wymagające części jako końcowa obróbka cieplna.

Hartowanie polega na podgrzewaniu i izolowaniu przedmiotu obrabianego w wodzie, oleju lub innych solach nieorganicznych, organicznych roztworach wodnych i innym ośrodku hartującym w celu szybkiego schłodzenia.Po hartowaniu części stalowe stają się twarde, ale jednocześnie stają się kruche, aby w odpowiednim czasie wyeliminować kruchość, zwykle konieczne jest odpuszczanie w odpowiednim czasie.

Aby zmniejszyć kruchość części stalowych, części stalowe hartowano w odpowiedniej temperaturze wyższej od temperatury pokojowej i niższej niż 650℃ przez długi okres izolacji, a następnie schładzano, proces ten nazywa się odpuszczaniem.Wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie, odpuszczanie to ogólna obróbka cieplna w „czterech pożarach”, z których hartowanie i odpuszczanie są ze sobą ściśle powiązane, często stosowane w połączeniu ze sobą, jeden jest niezbędny.„Cztery ogień” z różną temperaturą ogrzewania i trybem chłodzenia i ewoluował inny proces obróbki cieplnej.Aby uzyskać określony stopień wytrzymałości i udarności, hartowanie i odpuszczanie w wysokich temperaturach łączy się z procesem, zwanym odpuszczaniem.Po hartowaniu niektórych stopów w celu utworzenia przesyconego roztworu stałego, utrzymuje się je w temperaturze pokojowej lub w nieco wyższej odpowiedniej temperaturze przez dłuższy okres czasu w celu poprawy twardości, wytrzymałości lub magnetyzmu elektrycznego stopu.Taki proces obróbki cieplnej nazywany jest obróbką starzeniową.

Obróbka ciśnieniowa i obróbka cieplna skutecznie i ściśle połączone w celu przeprowadzenia, dzięki czemu obrabiany przedmiot uzyskuje bardzo dobrą wytrzymałość i wytrzymałość metodą znaną jako obróbka cieplna odkształcająca;w atmosferze podciśnienia lub w próżni w obróbce cieplnej zwanej próżniową obróbką cieplną, która nie tylko może sprawić, że przedmiot obrabiany nie będzie się utleniał, nie odwęglał, utrzymał powierzchnię przedmiotu obrabianego po obróbce, poprawił wydajność przedmiotu obrabianego, ale również poprzez środek osmotyczny do chemicznej obróbki cieplnej.

Powierzchniowa obróbka cieplna polega jedynie na nagrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego w celu zmiany właściwości mechanicznych warstwy powierzchniowej w procesie obróbki cieplnej metalu.Aby ogrzać jedynie warstwę powierzchniową przedmiotu obrabianego bez nadmiernego przenikania ciepła do przedmiotu obrabianego, zastosowanie źródła ciepła musi mieć dużą gęstość energii, czyli w jednostkowej powierzchni przedmiotu obrabianego oddać większą energię cieplną, a więc że warstwa powierzchniowa przedmiotu obrabianego lub zlokalizowana może w krótkim czasie lub natychmiastowo osiągnąć wysoką temperaturę.Obróbka cieplna powierzchniowa z głównych metod hartowania płomieniowego i obróbki cieplnej nagrzewaniem indukcyjnym, powszechnie stosowane źródła ciepła, takie jak płomień tlenowo-acetylenowy lub tlenowo-propanowy, prąd indukcyjny, laser i wiązka elektronów.

Chemiczna obróbka cieplna to proces obróbki cieplnej metali polegający na zmianie składu chemicznego, organizacji i właściwości warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego.Chemiczna obróbka cieplna różni się od powierzchniowej obróbki cieplnej tym, że zmienia skład chemiczny warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego.Chemiczną obróbkę cieplną poddaje się przedmiotowi zawierającemu węgiel, media solne lub inne pierwiastki stopowe ośrodka (gaz, ciecz, ciało stałe) podczas nagrzewania, izolacji przez dłuższy okres czasu, tak aby powierzchnia przedmiotu obrabianego infiltrowała węgiel , azot, bor i chrom oraz inne pierwiastki.Po infiltracji elementów, a czasami po innych procesach obróbki cieplnej, takich jak hartowanie i odpuszczanie.Głównymi metodami chemicznej obróbki cieplnej są nawęglanie, azotowanie, penetracja metali.

Obróbka cieplna jest jednym z ważnych procesów w procesie produkcji części mechanicznych i form.Ogólnie rzecz biorąc, może zapewnić i poprawić różne właściwości przedmiotu obrabianego, takie jak odporność na zużycie, odporność na korozję.Może również poprawić organizację stanu pustego i naprężenia, aby ułatwić różnorodne przetwarzanie na zimno i na gorąco.

Na przykład: żeliwo białe po długotrwałej obróbce wyżarzania można otrzymać żeliwo ciągliwe, poprawiające plastyczność;przekładnie przy prawidłowym procesie obróbki cieplnej, żywotność może wynosić więcej niż nie razy lub dziesiątki razy przekładnie poddane obróbce cieplnej;ponadto niedroga stal węglowa dzięki infiltracji niektórych pierwiastków stopowych ma pewne drogie parametry stali stopowej, może zastąpić niektóre stale żaroodporne, stal nierdzewną;Prawie wszystkie formy i matryce muszą zostać poddane obróbce cieplnej. Można ich używać dopiero po obróbce cieplnej.

Środki uzupełniające

I. Rodzaje wyżarzania

Wyżarzanie to proces obróbki cieplnej, podczas którego przedmiot obrabiany jest podgrzewany do odpowiedniej temperatury, utrzymywany przez określony czas, a następnie powoli schładzany.

Istnieje wiele rodzajów procesów wyżarzania stali, w zależności od temperatury nagrzewania można je podzielić na dwie kategorie: jeden ma temperaturę krytyczną (Ac1 lub Ac3) powyżej wyżarzania, znany również jako wyżarzanie rekrystalizacyjne ze zmianą fazową, w tym wyżarzanie całkowite i wyżarzanie niepełne , wyżarzanie sferoidalne i wyżarzanie dyfuzyjne (wyżarzanie homogenizujące) itp.;druga jest niższa od temperatury krytycznej wyżarzania, włączając wyżarzanie rekrystalizujące i wyżarzanie odprężające itp. Zgodnie z metodą chłodzenia wyżarzanie można podzielić na wyżarzanie izotermiczne i wyżarzanie ciągłe z chłodzeniem.

1, wyżarzanie całkowite i wyżarzanie izotermiczne

Wyżarzanie całkowite, znane również jako wyżarzanie rekrystalizujące, ogólnie określane jako wyżarzanie, jest to stal lub stal podgrzana do Ac3 powyżej 20 ~ 30 ℃, izolacja wystarczająco długa, aby organizacja była całkowicie austenityzowana po powolnym chłodzeniu, w celu uzyskania organizacji prawie równowagowej procesu obróbki cieplnej.Wyżarzanie to stosowane jest głównie do składu podeutektycznego różnych odlewów, odkuwek i profili walcowanych na gorąco ze stali węglowych i stopowych, a czasami także do konstrukcji spawanych.Generalnie często jako szereg nieciężkich, końcowych obróbek cieplnych lub jako wstępna obróbka cieplna niektórych detali.

2, wyżarzanie kulowe

Wyżarzanie sferoidalne stosuje się głównie do nadeutektycznej stali węglowej i stopowej stali narzędziowej (np. do produkcji narzędzi krawędziowych, sprawdzianów, form i matryc stosowanych w stali).Jego głównym celem jest zmniejszenie twardości, poprawa obrabialności i przygotowanie do przyszłego hartowania.

3, wyżarzanie odprężające

Wyżarzanie odprężające, znane również jako wyżarzanie niskotemperaturowe (lub odpuszczanie w wysokiej temperaturze). Wyżarzanie to stosuje się głównie w celu wyeliminowania odlewów, odkuwek, konstrukcji spawanych, części walcowanych na gorąco, części ciągnionych na zimno i innych naprężeń szczątkowych.Jeśli naprężenia te nie zostaną wyeliminowane, stal po pewnym czasie lub w późniejszym procesie cięcia spowoduje odkształcenie lub pęknięcia.

4. Wyżarzanie niecałkowite polega na podgrzaniu stali do Ac1 ~ Ac3 (stal podeutektyczna) lub Ac1 ~ ACcm (stal nadeutektyczna) pomiędzy utrwalaniem cieplnym a powolnym chłodzeniem, aby uzyskać prawie zrównoważoną organizację procesu obróbki cieplnej.

II.hartowania, najczęściej stosowanym czynnikiem chłodzącym jest solanka, woda i olej.

Hartowanie przedmiotu obrabianego w słonej wodzie, łatwe uzyskanie wysokiej twardości i gładkiej powierzchni, niełatwe do wytworzenia hartowania, a nie twardego, miękkiego miejsca, ale łatwo jest spowodować poważne odkształcenie przedmiotu obrabianego, a nawet pękanie.Zastosowanie oleju jako środka hartującego jest odpowiednie tylko wtedy, gdy stabilność przechłodzonego austenitu jest stosunkowo duża w przypadku niektórych stali stopowych lub małych rozmiarów hartowanych detali ze stali węglowej.

III.celem hartowania stali

1, zmniejszyć kruchość, wyeliminować lub zmniejszyć naprężenia wewnętrzne, hartowanie stali powoduje duże naprężenia wewnętrzne i kruchość, na przykład nieterminowe odpuszczanie często powoduje odkształcenie stali, a nawet pękanie.

2, aby uzyskać wymagane właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego, przedmiotu obrabianego po hartowaniu o dużej twardości i kruchości, aby spełnić wymagania różnych właściwości różnych przedmiotów, można regulować twardość poprzez odpowiednie odpuszczanie w celu zmniejszenia kruchości wymaganej wytrzymałości, plastyczności.

3, ustabilizuj rozmiar przedmiotu obrabianego

4, ponieważ wyżarzanie jest trudne do zmiękczenia niektórych stali stopowych, podczas hartowania (lub normalizowania) jest często stosowane po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze, dzięki czemu węglik stali ma odpowiednią agregację, a twardość zostanie zmniejszona, aby ułatwić cięcie i przetwarzanie.

Pojęcia uzupełniające

1, wyżarzanie: odnosi się do materiałów metalowych podgrzanych do odpowiedniej temperatury, utrzymywanych przez pewien okres czasu, a następnie powoli schładzanego procesu obróbki cieplnej.Typowymi procesami wyżarzania są: wyżarzanie rekrystalizujące, wyżarzanie odprężające, wyżarzanie sferoidalne, wyżarzanie całkowite itp. Celem wyżarzania: głównie zmniejszenie twardości materiałów metalowych, poprawa plastyczności, w celu ułatwienia cięcia lub obróbki pod ciśnieniem, zmniejszenie naprężeń własnych , poprawić organizację i skład homogenizacji lub tę ostatnią obróbkę cieplną w celu przygotowania organizacji.

2, normalizowanie: odnosi się do stali lub stali podgrzanej do lub (stal w punkcie krytycznym temperatury) powyżej 30 ~ 50 ℃ w celu utrzymania odpowiedniego czasu, chłodzenia w procesie obróbki cieplnej w nieruchomym powietrzu.Cel normalizacji: głównie poprawa właściwości mechanicznych stali niskowęglowej, poprawa skrawalności i obrabialności, rozdrobnienie ziarna, wyeliminowanie wad organizacyjnych, do tej ostatniej obróbka cieplna w celu przygotowania organizacji.

3, hartowanie: odnosi się do stali nagrzanej do Ac3 lub Ac1 (stal poniżej temperatury krytycznej) powyżej określonej temperatury, utrzymania określonego czasu, a następnie odpowiedniej szybkości chłodzenia, aby uzyskać organizację martenzytu (lub bainitu) proces obróbki cieplnej.Typowymi procesami hartowania są hartowanie w jednym ośrodku, hartowanie w dwóch ośrodkach, hartowanie w martenzycie, hartowanie izotermiczne bainitu, hartowanie powierzchniowe i hartowanie lokalne.Cel hartowania: aby części stalowe uzyskały wymaganą organizację martenzytyczną, poprawiły twardość przedmiotu obrabianego, wytrzymałość i odporność na ścieranie, aby ta ostatnia obróbka cieplna dobrze przygotowała organizację.

4, odpuszczanie: odnosi się do stali hartowanej, następnie podgrzewanej do temperatury poniżej Ac1, czasu utrzymywania, a następnie schładzanej do temperatury pokojowej w procesie obróbki cieplnej.Typowe procesy odpuszczania to: odpuszczanie w niskiej temperaturze, odpuszczanie w średniej temperaturze, odpuszczanie w wysokiej temperaturze i odpuszczanie wielokrotne.

Cel odpuszczania: głównie w celu wyeliminowania naprężeń wytwarzanych przez stal podczas hartowania, tak aby stal miała wysoką twardość i odporność na zużycie oraz wymaganą plastyczność i wytrzymałość.

5, odpuszczanie: odnosi się do stali lub stali do hartowania i odpuszczania w wysokiej temperaturze w procesie kompozytowej obróbki cieplnej.Stosowany do odpuszczania stali zwanej stalą hartowaną.Ogólnie odnosi się do stali konstrukcyjnej średniowęglowej i stali konstrukcyjnej średniowęglowej.

6, nawęglanie: nawęglanie to proces polegający na przedostawaniu się atomów węgla do powierzchniowej warstwy stali.Chodzi także o to, aby przedmiot obrabiany ze stali niskowęglowej miał warstwę powierzchniową ze stali wysokowęglowej, a następnie po hartowaniu i odpuszczaniu w niskiej temperaturze, tak aby warstwa wierzchnia przedmiotu obrabianego miała wysoką twardość i odporność na zużycie, podczas gdy środkowa część przedmiotu obrabianego nadal zachowuje wytrzymałość i plastyczność stali niskowęglowej.

Metoda próżniowa

Ponieważ operacje nagrzewania i chłodzenia metalowych detali wymagają kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu czynności.Czynności te wykonywane są w obrębie pieca do próżniowej obróbki cieplnej, do którego operator nie może się zbliżyć, dlatego też stopień automatyzacji pieca do próżniowej obróbki cieplnej musi być wyższy.Jednocześnie niektóre czynności, takie jak nagrzewanie i utrzymywanie końca procesu hartowania metalowego przedmiotu obrabianego, powinny wynosić sześć, siedem czynności i zakończyć się w ciągu 15 sekund.Takie zwinne warunki do wykonania wielu czynności łatwo powodują zdenerwowanie operatora i stanowią nieprawidłową obsługę.Dlatego tylko wysoki stopień automatyzacji może zapewnić dokładną, terminową koordynację zgodną z programem.

Próżniowa obróbka cieplna części metalowych odbywa się w zamkniętym piecu próżniowym, dobrze znane jest ścisłe uszczelnianie próżniowe.Dlatego też uzyskanie i przestrzeganie pierwotnej szybkości wycieku powietrza z pieca, zapewnienie próżni roboczej pieca próżniowego i zapewnienie jakości próżniowej obróbki cieplnej części ma bardzo duże znaczenie.Zatem kluczową kwestią pieca do próżniowej obróbki cieplnej jest posiadanie niezawodnej konstrukcji uszczelniającej próżniowo.Aby zapewnić wydajność próżniową pieca próżniowego, konstrukcja pieca do próżniowej obróbki cieplnej musi być zgodna z podstawową zasadą, to znaczy korpus pieca powinien być spawany gazoszczelnie, a korpus pieca powinien być jak najmniej otwierany lub nieotwierany otwór, zmniejszyć lub uniknąć stosowania dynamicznej struktury uszczelniającej, aby zminimalizować ryzyko wycieku próżni.Zainstalowane w korpusie pieca próżniowego elementy i akcesoria, takie jak elektrody chłodzone wodą, urządzenie eksportujące termoparę, muszą być również zaprojektowane tak, aby uszczelnić konstrukcję.

Większość materiałów grzewczych i izolacyjnych można stosować wyłącznie w próżni.Ogrzewanie pieca do próżniowej obróbki cieplnej i wykładzina termoizolacyjna działają w próżni i w wysokiej temperaturze, dlatego materiały te charakteryzują się odpornością na wysoką temperaturę, wynikami promieniowania, przewodnością cieplną i innymi wymaganiami.Wymagania dotyczące odporności na utlenianie nie są wysokie.Dlatego też próżniowy piec do obróbki cieplnej szeroko stosuje tantal, wolfram, molibden i grafit do materiałów grzewczych i termoizolacyjnych.Materiały te bardzo łatwo ulegają utlenieniu w stanie atmosferycznym, dlatego w zwykłym piecu do obróbki cieplnej nie można stosować tych materiałów grzewczych i izolacyjnych.

Urządzenie chłodzone wodą: płaszcz pieca do próżniowej obróbki cieplnej, pokrywa pieca, elektryczne elementy grzejne, elektrody chłodzone wodą, drzwi pośredniej izolacji cieplnej próżni i inne elementy znajdują się w próżni, w stanie pracy cieplnej.Pracując w tak skrajnie niesprzyjających warunkach należy zadbać o to, aby konstrukcja każdego elementu nie uległa odkształceniu ani uszkodzeniu, a uszczelnienie próżniowe nie uległo przegrzaniu lub spaleniu.Dlatego każdy element powinien być skonfigurowany zgodnie z różnymi warunkami urządzeń chłodzących wodę, aby zapewnić normalną pracę pieca do próżniowej obróbki cieplnej i wystarczający okres użytkowania.

Zastosowanie niskonapięciowego, wysokoprądowego pojemnika próżniowego, gdy stopień próżni próżniowej wynosi kilka lxlo-1 torr, a pojemnik próżniowy przewodu pod napięciem przy wyższym napięciu spowoduje zjawisko wyładowania jarzeniowego.W próżniowym piecu do obróbki cieplnej poważne wyładowanie łukowe spowoduje spalenie elektrycznego elementu grzejnego i warstwy izolacyjnej, powodując poważne wypadki i straty.Dlatego napięcie robocze elektrycznego elementu grzejnego próżniowego pieca do obróbki cieplnej wynosi zazwyczaj nie więcej niż 80 na 100 woltów.Jednocześnie przy projektowaniu konstrukcji elektrycznego elementu grzejnego należy podjąć skuteczne środki, takie jak unikanie końcówek części, odstępy między elektrodami nie mogą być zbyt małe, aby zapobiec powstaniu wyładowania jarzeniowego lub łuku wypisać.

Ruszenie

W zależności od różnych wymagań eksploatacyjnych przedmiotu obrabianego, w zależności od różnych temperatur odpuszczania, można podzielić na następujące rodzaje odpuszczania:

(a) odpuszczanie w niskiej temperaturze (150-250 stopni)

Niskotemperaturowe odpuszczanie powstałej organizacji w celu uzyskania odpuszczonego martenzytu.Jego celem jest utrzymanie wysokiej twardości i wysokiej odporności na zużycie hartowanej stali przy założeniu zmniejszenia jej wewnętrznych naprężeń hartowniczych i kruchości, aby uniknąć odprysków lub przedwczesnego uszkodzenia podczas użytkowania.Stosuje się go głównie do różnych wysokowęglowych narzędzi skrawających, mierników, matryc ciągnionych na zimno, łożysk tocznych i części nawęglanych itp., Po odpuszczeniu twardość wynosi zazwyczaj HRC58-64.

(ii) odpuszczanie w średniej temperaturze (250-500 stopni)

Organizacja do odpuszczania w średniej temperaturze dla hartowanego korpusu kwarcowego.Jego celem jest uzyskanie wysokiej granicy plastyczności, granicy sprężystości i dużej wytrzymałości.Dlatego stosuje się go głównie do różnych sprężyn i obróbki form do pracy na gorąco, twardość odpuszczania wynosi zazwyczaj HRC35-50.

(C) odpuszczanie w wysokiej temperaturze (500-650 stopni)

Wysokotemperaturowe odpuszczanie organizacji dla odpuszczonego sohnitu.Zwyczajowe hartowanie i odpuszczanie w wysokiej temperaturze połączone z obróbką cieplną, znaną jako obróbka odpuszczaniem, ma na celu uzyskanie wytrzymałości, twardości i plastyczności, a wytrzymałość to lepsze ogólne właściwości mechaniczne.Dlatego jest szeroko stosowany w samochodach, ciągnikach, obrabiarkach i innych ważnych częściach konstrukcyjnych, takich jak korbowody, śruby, koła zębate i wały.Twardość po odpuszczaniu wynosi zazwyczaj HB200-330.

Zapobieganie deformacjom

Precyzyjne złożone przyczyny odkształceń formy są często złożone, ale po prostu opanujemy prawo odkształceń, przeanalizujemy ich przyczyny, stosując różne metody, aby zapobiec odkształceniom formy, które jesteśmy w stanie zmniejszyć, ale także jesteśmy w stanie kontrolować.Ogólnie rzecz biorąc, obróbka cieplna precyzyjnych, złożonych odkształceń formy może obejmować następujące metody zapobiegania.

(1) Rozsądny wybór materiału.Precyzyjne złożone formy powinny być wybrane z materiału charakteryzującego się dobrą mikrodeformacją stali formierskiej (takiej jak stal hartowana powietrzem), segregacja węglików w poważnej stali formierskiej powinna być rozsądna obróbka cieplna kucie i odpuszczanie, większa i nie dająca się kuć stal formierska może być rozwiązaniem stałym podwójne uszlachetnienie obróbka cieplna.

(2) Projekt struktury formy powinien być rozsądny, grubość nie powinna być zbyt zróżnicowana, kształt powinien być symetryczny, w przypadku odkształcenia większej formy w celu opanowania prawa odkształcenia, można zastosować zarezerwowany naddatek na przetwarzanie, w przypadku dużych, precyzyjnych i złożonych form można zastosować w kombinacji struktur.

(3) Precyzyjne i złożone formy należy poddać wstępnej obróbce cieplnej, aby wyeliminować naprężenia szczątkowe powstające w procesie obróbki.

(4) Rozsądny wybór temperatury ogrzewania, kontrola prędkości nagrzewania, w przypadku precyzyjnych, skomplikowanych form można stosować powolne nagrzewanie, podgrzewanie wstępne i inne zrównoważone metody ogrzewania, aby zmniejszyć odkształcenie obróbki cieplnej formy.

(5) Zakładając zapewnienie twardości formy, spróbuj zastosować proces wstępnego chłodzenia, stopniowanego hartowania chłodzącego lub hartowania temperaturowego.

(6) W przypadku precyzyjnych i skomplikowanych form, o ile pozwalają na to warunki, po hartowaniu należy zastosować hartowanie poprzez ogrzewanie próżniowe i głębokie chłodzenie.

(7) W przypadku niektórych precyzyjnych i skomplikowanych form można zastosować obróbkę cieplną wstępną, obróbkę cieplną starzenia, obróbkę cieplną odpuszczającą i azotującą w celu kontroli dokładności formy.

(8) Przy naprawie otworów w formie piasku, porowatości, zużycia i innych wad, zastosowanie spawarki na zimno i innego wpływu termicznego sprzętu naprawczego, aby uniknąć procesu naprawy deformacji.

Ponadto prawidłowy przebieg procesu obróbki cieplnej (np. zatykanie otworów, wiązanie otworów, mocowanie mechaniczne, odpowiednie metody nagrzewania, właściwy dobór kierunku chłodzenia formy i kierunku ruchu w medium chłodzącym itp.) oraz rozsądne Proces odpuszczania i obróbki cieplnej ma na celu zmniejszenie odkształceń precyzyjnych, a złożone formy są również skutecznymi środkami.

Hartowanie powierzchniowe i obróbka cieplna odpuszczająca są zwykle przeprowadzane poprzez ogrzewanie indukcyjne lub ogrzewanie płomieniowe.Głównymi parametrami technicznymi są twardość powierzchniowa, twardość miejscowa i efektywna głębokość warstwy utwardzającej.Do pomiaru twardości można zastosować twardościomierz Vickersa, można również zastosować twardościomierz Rockwella lub powierzchniowy twardościomierz Rockwella.Dobór siły badawczej (skali) związany jest z głębokością efektywnej warstwy hartowanej oraz twardością powierzchni przedmiotu obrabianego.W grę wchodzą trzy rodzaje twardościomierzy.

Po pierwsze, tester twardości Vickersa jest ważnym narzędziem do testowania twardości powierzchni przedmiotów obrabianych cieplnie, można go wybrać w zakresie od 0,5 do 100 kg siły testowej, przetestować warstwę utwardzającą powierzchnię o grubości zaledwie 0,05 mm, a jej dokładność jest najwyższa i potrafi rozróżnić niewielkie różnice w twardości powierzchni przedmiotów obrabianych cieplnie.Dodatkowo głębokość efektywnej warstwy utwardzonej powinna być również mierzona twardościomierzem Vickersa, dlatego w przypadku obróbki powierzchniowej obróbki cieplnej lub dużej liczby jednostek wykorzystujących obróbkę cieplną powierzchni przedmiotu obrabianego konieczne jest wyposażenie w twardościomierz Vickersa.

Po drugie, twardościomierz powierzchniowy Rockwella jest również bardzo odpowiedni do badania twardości przedmiotu obrabianego utwardzanego powierzchniowo, twardościomierz powierzchniowy Rockwella ma trzy skale do wyboru.Może przetestować efektywną głębokość hartowania większą niż 0,1 mm dla różnych elementów utwardzanych powierzchniowo.Chociaż precyzja twardościomierza powierzchniowego Rockwella nie jest tak wysoka, jak twardościomierza Vickersa, ale zarządzanie jakością w zakładzie obróbki cieplnej i wykwalifikowane środki kontroli są w stanie spełnić wymagania.Co więcej, ma również prostą obsługę, łatwy w użyciu, niską cenę, szybki pomiar, może bezpośrednio odczytać wartość twardości i inne cechy, zastosowanie powierzchniowego testera twardości Rockwella może być partią przedmiotu obrabianego powierzchniowo do obróbki cieplnej w celu szybkiego i nie- niszczące testy kawałek po kawałku.Jest to ważne w zakładach zajmujących się obróbką metali i produkcją maszyn.

Po trzecie, gdy warstwa utwardzana powierzchniowo po obróbce cieplnej jest grubsza, można również zastosować twardościomierz Rockwella.Gdy grubość warstwy utwardzonej metodą obróbki cieplnej wynosi 0,4 ~ 0,8 mm, można zastosować skalę HRA, gdy grubość warstwy utwardzonej przekracza 0,8 mm, można zastosować skalę HRC.

Trzy rodzaje wartości twardości Vickersa, Rockwella i Rockwella powierzchniowego Rockwella można łatwo przekonwertować na siebie, przekonwertować na normę, rysunki lub wartość twardości potrzebną użytkownikowi.Odpowiednie tabele przeliczeniowe podano w międzynarodowej normie ISO, amerykańskiej normie ASTM i chińskiej normie GB/T.

Miejscowe stwardnienie

Części, jeśli lokalne wymagania dotyczące twardości są wyższe, dostępne nagrzewanie indukcyjne i inne środki lokalnej obróbki cieplnej przez hartowanie, takie części zwykle muszą oznaczać na rysunkach lokalizację lokalnej obróbki cieplnej przez hartowanie i lokalną wartość twardości.Badania twardości części należy przeprowadzać w wyznaczonym miejscu.Można zastosować przyrządy do badania twardości Twardościomierz Rockwella, sprawdzić wartość twardości HRC, np. warstwa utwardzająca do obróbki cieplnej jest płytka, można zastosować powierzchniowy tester twardości Rockwella, sprawdzić wartość twardości HRN.

Chemiczna obróbka cieplna

Chemiczna obróbka cieplna polega na doprowadzeniu do powierzchni przedmiotu obrabianego infiltracji jednego lub kilku pierwiastków chemicznych atomów, w celu zmiany składu chemicznego, organizacji i właściwości powierzchni przedmiotu obrabianego.Po hartowaniu i odpuszczaniu w niskiej temperaturze powierzchnia przedmiotu obrabianego ma wysoką twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową kontaktową, natomiast rdzeń przedmiotu obrabianego ma wysoką wytrzymałość.

Zgodnie z powyższym detekcja i rejestracja temperatury w procesie obróbki cieplnej jest bardzo ważna, a zła kontrola temperatury ma ogromny wpływ na produkt.Dlatego bardzo ważne jest wykrycie temperatury, bardzo ważny jest także trend temperatury w całym procesie, co powoduje, że w procesie obróbki cieplnej należy rejestrować zmiany temperatury, co może ułatwić przyszłą analizę danych, ale także sprawdzić, w którym momencie temperatura nie spełnia wymagań.Odegra to bardzo dużą rolę w udoskonaleniu obróbki cieplnej w przyszłości.

Procedury operacyjne

1、Oczyść miejsce operacji, sprawdź, czy zasilanie, przyrządy pomiarowe i różne przełączniki działają prawidłowo oraz czy źródło wody jest gładkie.

2. Operatorzy powinni nosić dobry sprzęt ochronny do pracy, w przeciwnym razie będzie to niebezpieczne.

3, otwórz uniwersalny przełącznik zasilania sterującego, zgodnie z wymaganiami technicznymi sprzętu ze stopniowanymi sekcjami wzrostu i spadku temperatury, aby przedłużyć żywotność sprzętu i sprzętu w stanie nienaruszonym.

4, aby zwrócić uwagę na temperaturę pieca do obróbki cieplnej i regulację prędkości taśmy siatkowej, może opanować standardy temperatur wymagane dla różnych materiałów, aby zapewnić twardość przedmiotu obrabianego oraz prostotę powierzchni i warstwę utleniania, a także poważnie wykonać dobrą robotę w zakresie bezpieczeństwa .

5、Aby zwrócić uwagę na temperaturę pieca do odpuszczania i prędkość taśmy siatkowej, otwórz wylot powietrza, tak aby przedmiot obrabiany po odpuszczaniu spełniał wymagania jakościowe.

6, w pracy należy trzymać się słupka.

7, skonfigurować niezbędny aparat przeciwpożarowy i zapoznać się z metodami użytkowania i konserwacji.

8. Zatrzymując maszynę, powinniśmy sprawdzić, czy wszystkie przełączniki sterujące są w stanie wyłączonym, a następnie zamknąć uniwersalny przełącznik zasilania.

Przegrzanie

Z szorstkiego wlotu akcesoriów walcowych można zaobserwować części łożyskowe po hartowaniu, przegrzanie mikrostruktury.Ale aby określić dokładny stopień przegrzania, należy obserwować mikrostrukturę.Jeśli w organizacji hartującej stal GCr15 pojawia się gruboziarnisty martenzyt igłowy, jest to organizacja hartująca przegrzanie.Przyczyną powstawania temperatury hartowania może być zbyt wysoka temperatura nagrzewania lub zbyt długi czas nagrzewania i przetrzymywania, spowodowany pełnym zakresem przegrzania;może być również spowodowane pierwotną organizacją pasma węglika, w obszarze o niskiej zawartości węgla pomiędzy dwoma pasmami, tworząc lokalną martenzyt o grubości igły, co powoduje miejscowe przegrzanie.Austenit szczątkowy w przegrzanej organizacji wzrasta, a stabilność wymiarowa maleje.Z powodu przegrzania organizacji hartującej kryształ stali jest gruby, co doprowadzi do zmniejszenia wytrzymałości części, zmniejszenia odporności na uderzenia, a także skrócenia żywotności łożyska.Poważne przegrzanie może nawet spowodować pęknięcia hartownicze.

Niedogrzanie

Temperatura hartowania jest niska lub słabe chłodzenie wytworzy więcej niż standardowa organizacja Torrhenite w mikrostrukturze, zwana organizacją niedogrzania, co powoduje spadek twardości, znacznie zmniejsza się odporność na zużycie, co wpływa na żywotność łożysk części tocznych.

Hartowanie pęknięć

Części łożysk tocznych w procesie hartowania i chłodzenia na skutek naprężeń wewnętrznych tworzą się pęknięcia zwane pęknięciami hartowniczymi.Przyczynami takich pęknięć są: w wyniku hartowania zbyt wysoka temperatura nagrzewania lub zbyt szybkie chłodzenie, naprężenia termiczne i zmiana objętości masy metalu w organizacji naprężeń jest większa niż wytrzymałość stali na pękanie;powierzchnia robocza z pierwotnymi wadami (takimi jak pęknięcia powierzchniowe lub zadrapania) lub wadami wewnętrznymi stali (takimi jak żużel, poważne wtrącenia niemetaliczne, białe plamy, pozostałości skurczu itp.) podczas hartowania i tworzenia się koncentracji naprężeń;poważne odwęglanie powierzchniowe i segregacja węglików;części hartowane po odpuszczaniu Niedostateczne lub przedwczesne odpuszczanie;Naprężenie zimnego stempla spowodowane poprzednim procesem jest zbyt duże, fałdowanie kucia, głębokie cięcia toczne, rowki olejowe, ostre krawędzie i tak dalej.Krótko mówiąc, przyczyną pęknięć hartowniczych może być jeden lub więcej z powyższych czynników, obecność naprężeń wewnętrznych jest główną przyczyną powstawania pęknięć hartowniczych.Pęknięcia hartownicze są głębokie i smukłe, z prostym pęknięciem i bez utlenionego koloru na pękniętej powierzchni.Często jest to podłużne, płaskie pęknięcie lub pęknięcie w kształcie pierścienia na kołnierzu łożyska;kształt stalowej kulki łożyska ma kształt litery S, T lub pierścienia.Cechą organizacyjną pęknięcia hartowniczego jest brak zjawiska odwęglania po obu stronach pęknięcia, wyraźnie odróżniającego się od pęknięć kuźniczych i pęknięć materiałowych.

Odkształcenie po obróbce cieplnej

Części łożysk NACHI poddawane obróbce cieplnej, występują naprężenia termiczne i naprężenia organizacyjne, to naprężenie wewnętrzne może nakładać się na siebie lub częściowo kompensować, jest złożone i zmienne, ponieważ można je zmieniać wraz z temperaturą nagrzewania, szybkością nagrzewania, trybem chłodzenia, chłodzeniem szybkość, kształt i rozmiar części, więc deformacja podczas obróbki cieplnej jest nieunikniona.Rozpoznanie i opanowanie praworządności może sprawić, że odkształcenie części łożyska (takie jak owal kołnierza, zwiększenie rozmiaru itp.) będzie umieszczone w kontrolowanym zakresie, sprzyjając produkcji.Oczywiście w procesie obróbki cieplnej kolizja mechaniczna spowoduje również deformację części, ale odkształcenie to można wykorzystać do poprawy operacji, aby zmniejszyć i uniknąć.

Odwęglanie powierzchniowe

Akcesoria do rolek łożyskujące części w procesie obróbki cieplnej, jeśli zostaną podgrzane w ośrodku utleniającym, powierzchnia zostanie utleniona, w wyniku czego zmniejszy się udział masowy węgla na powierzchni części, co spowoduje odwęglenie powierzchni.Głębokość powierzchniowej warstwy odwęglania większa niż końcowe przetwarzanie ilości retencji spowoduje, że części zostaną złomowane.Wyznaczanie głębokości powierzchniowej warstwy odwęglania w badaniach metalograficznych dostępną metodą metalograficzną i metodą mikrotwardości.Krzywa rozkładu mikrotwardości warstwy wierzchniej opiera się na metodzie pomiarowej i może być stosowana jako kryterium arbitrażowe.

Słabość

Z powodu niewystarczającego ogrzewania, słabego chłodzenia, hartowanie spowodowane niewłaściwą twardością powierzchni części łożysk tocznych nie jest wystarczającym zjawiskiem znanym jako miękki punkt hartowania.To tak, jakby odwęglanie powierzchniowe mogło spowodować poważny spadek odporności powierzchni na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej.