Obróbka cieplna oznacza proces obróbki cieplnej metalu, podczas którego materiał jest ogrzewany, utrzymywany w stanie stałym i chłodzony w celu uzyskania pożądanej organizacji i właściwości.
I. Obróbka cieplna
1. Normalizowanie: stal lub kawałki stali podgrzewane do punktu krytycznego AC3 lub ACM powyżej odpowiedniej temperatury, aby utrzymać określony czas po schłodzeniu na powietrzu, w celu uzyskania perlitycznego typu organizacji procesu obróbki cieplnej.
2. Wyżarzanie: obrabiany element ze stali eutektycznej nagrzany do temperatury AC3 powyżej 20-40 stopni, po wygrzaniu przez pewien czas, przy czym piec jest powoli chłodzony (lub zanurzony w piasku albo w wapnie) do temperatury niższej o 500 stopni od temperatury chłodzenia w procesie obróbki cieplnej powietrzem.
3. Obróbka cieplna roztworu stałego: stop jest podgrzewany do wysokiej temperatury w obszarze jednofazowym o stałej temperaturze, tak aby nadmiar fazy całkowicie rozpuścił się w roztworze stałym, a następnie szybko chłodzony, aby uzyskać przesycony proces obróbki cieplnej roztworu stałego.
4. Starzenie: Po obróbce cieplnej w roztworze stałym lub odkształceniu plastycznym na zimno stopu, gdy zostanie on umieszczony w temperaturze pokojowej lub utrzymywany w temperaturze nieznacznie wyższej od temperatury pokojowej, zjawisko zmiany jego właściwości następuje w czasie.
5. Obróbka roztworem stałym: w celu całkowitego rozpuszczenia stopu w różnych fazach, wzmocnienie roztworu stałego oraz poprawa wytrzymałości i odporności na korozję, wyeliminowanie naprężeń i zmiękczenia, w celu kontynuacji procesu formowania.
6. Obróbka starzeniowa: ogrzewanie i utrzymywanie w temperaturze wytrącania się fazy wzmacniającej, tak aby wytrącanie się fazy wzmacniającej uległo utwardzeniu, co poprawia wytrzymałość.
7. Hartowanie: austenityzacja stali po schłodzeniu z odpowiednią szybkością chłodzenia, tak aby przedmiot obrabiany w przekroju poprzecznym miał całą lub pewien zakres niestabilnej struktury organizacyjnej, takiej jak przemiana martenzytyczna procesu obróbki cieplnej.
8. Odpuszczanie: zahartowany przedmiot obrabiany zostanie nagrzany do punktu krytycznego AC1 poniżej odpowiedniej temperatury przez określony czas, a następnie schłodzony zgodnie z wymaganiami metody, w celu uzyskania pożądanej organizacji i właściwości procesu obróbki cieplnej.
9. Węgloazotowanie stali: węgloazotowanie jest do warstwy powierzchniowej stali w tym samym czasie proces infiltracji węgla i azotu. Zwyczajowe węgloazotowanie jest również znane jako cyjankowe, węgloazotowanie gazowe w średniej temperaturze i węgloazotowanie gazowe w niskiej temperaturze (tj. azotonawęglanie gazowe) jest szerzej stosowane. Głównym celem węgloazotowania gazowego w średniej temperaturze jest poprawa twardości, odporności na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej stali. Niskotemperaturowe węgloazotowanie gazowe na bazie azotowania, jego głównym celem jest poprawa odporności na zużycie stali i odporności na gryzienie.
10. Obróbka hartująca (hartowanie i odpuszczanie): ogólnym zwyczajem będzie hartowanie i odpuszczanie w wysokich temperaturach w połączeniu z obróbką cieplną znaną jako obróbka hartująca. Obróbka hartująca jest szeroko stosowana w wielu ważnych częściach konstrukcyjnych, szczególnie tych pracujących pod zmiennymi obciążeniami korbowodów, śrub, kół zębatych i wałów. Hartowanie po obróbce hartującej w celu uzyskania hartowanej organizacji sohnitu, jej właściwości mechaniczne są lepsze niż ta sama twardość znormalizowanej organizacji sohnitu. Jej twardość zależy od wysokiej temperatury hartowania i stabilności hartowania stali oraz wielkości przekroju przedmiotu obrabianego, na ogół między HB200-350.
11. Lutowanie: w przypadku materiału lutowanego lutem twardym występują dwa rodzaje procesów obróbki cieplnej, podczas których podgrzewany i topiony jest obrabiany element.
II.TCharakterystyka procesu
Obróbka cieplna metali jest jednym z ważnych procesów w produkcji mechanicznej, w porównaniu z innymi procesami obróbki, obróbka cieplna na ogół nie zmienia kształtu przedmiotu obrabianego i ogólnego składu chemicznego, ale poprzez zmianę wewnętrznej mikrostruktury przedmiotu obrabianego lub zmianę składu chemicznego 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 wykonać przedmiot obrabiany z metalu o wymaganych właściwościach mechanicznych, właściwościach fizycznych i właściwościach chemicznych, oprócz rozsądnego wyboru materiałów i różnorodności procesów formowania, proces obróbki cieplnej jest często niezbędny. Stal jest najszerzej stosowanym materiałem w przemyśle mechanicznym, złożoną mikrostrukturę stali można kontrolować za pomocą obróbki cieplnej, więc obróbka cieplna stali jest główną zawartością 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, aby uzyskać inną wydajność.
III.Ton przetwarza
Proces obróbki cieplnej obejmuje zazwyczaj ogrzewanie, utrzymywanie, chłodzenie trzech procesów, czasami tylko ogrzewanie i chłodzenie dwóch procesów. Procesy te są ze sobą połączone, nie mogą być przerwane.
Ogrzewanie jest jednym z ważnych procesów obróbki cieplnej. Obróbka cieplna metali wieloma metodami ogrzewania, najwcześniejszym jest użycie węgla drzewnego i węgla kamiennego jako źródła ciepła, ostatnim zastosowaniem paliw płynnych i gazowych. Zastosowanie elektryczności sprawia, że ogrzewanie jest łatwe do kontrolowania i nie powoduje zanieczyszczenia środowiska. Zastosowanie tych źródeł ciepła może być bezpośrednio ogrzewane, ale także przez stopioną sól lub metal, do pływających cząstek w celu pośredniego ogrzewania.
Podgrzewanie metalu, przedmiot obrabiany jest narażony na działanie powietrza, utlenianie, często występuje odwęglanie (tj. zawartość węgla na powierzchni części stalowych ulega zmniejszeniu), co ma bardzo negatywny wpływ na właściwości powierzchniowe obrabianych cieplnie części. Dlatego metal powinien być zazwyczaj w kontrolowanej atmosferze lub atmosferze ochronnej, stopionej soli i ogrzewaniu próżniowym, ale także dostępne są powłoki lub metody pakowania do ogrzewania ochronnego.
Temperatura nagrzewania jest jednym z ważnych parametrów procesu obróbki cieplnej, wybór i kontrola temperatury nagrzewania, ma na celu zapewnienie jakości obróbki cieplnej głównych problemów. Temperatura nagrzewania zmienia się w zależności od obrabianego materiału metalowego i celu obróbki cieplnej, ale generalnie są one podgrzewane powyżej temperatury przemiany fazowej, aby uzyskać organizację wysokiej temperatury. Ponadto transformacja wymaga pewnej ilości czasu, więc gdy powierzchnia obrabianego przedmiotu metalowego osiąga wymaganą temperaturę nagrzewania, ale również musi być utrzymywana w tej temperaturze przez pewien okres czasu, tak aby temperatury wewnętrzne i zewnętrzne były spójne, tak aby transformacja mikrostruktury była kompletna, co jest znane jako czas utrzymywania. Zastosowanie wysokiej gęstości energii grzewczej i powierzchniowej obróbki cieplnej, szybkość nagrzewania jest niezwykle szybka, generalnie nie ma czasu utrzymywania, podczas gdy chemiczna obróbka cieplna czasu utrzymywania jest często dłuższa.
Chłodzenie jest również niezbędnym etapem w procesie obróbki cieplnej, metody chłodzenia ze względu na różne procesy, głównie w celu kontrolowania szybkości chłodzenia. Ogólne wyżarzanie szybkość chłodzenia jest najwolniejsza, normalizowanie szybkość chłodzenia jest szybsze, hartowanie szybkość chłodzenia jest szybsze. Ale również ze względu na różne rodzaje stali i mają różne wymagania, takie jak stal hartowana na powietrzu może być hartowana z tą samą szybkością chłodzenia co normalizowanie.
IV.Pklasyfikacja procesów
Proces obróbki cieplnej metali można z grubsza podzielić na całą obróbkę cieplną, obróbkę cieplną powierzchni i chemiczną obróbkę cieplną w trzech kategoriach. W zależności od medium grzewczego, temperatury ogrzewania i metody chłodzenia, każda kategoria może być rozróżniona na szereg różnych procesów obróbki cieplnej. Ten sam metal przy użyciu różnych procesów obróbki cieplnej może uzyskać różne organizacje, a zatem mieć różne właściwości. Żelazo i stal to najszerzej stosowane metale w przemyśle, a mikrostruktura stali jest również najbardziej złożona, więc istnieje wiele procesów obróbki cieplnej stali.
Całkowita obróbka cieplna to ogólne nagrzewanie przedmiotu obrabianego, a następnie chłodzenie go w odpowiednim tempie, aby uzyskać wymaganą organizację metalurgiczną, w celu zmiany jego ogólnych właściwości mechanicznych procesu obróbki cieplnej metalu. Całkowita obróbka cieplna stali zgrubnie wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie cztery podstawowe procesy.
Proces oznacza:
Wyżarzanie polega na nagrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury, w zależności od materiału i rozmiaru przedmiotu obrabianego, przy użyciu różnego czasu wygrzewania, a następnie powolnym schłodzeniu. Celem jest wewnętrzna organizacja metalu, aby osiągnąć lub zbliżyć się do stanu równowagi, uzyskać dobrą wydajność i efektywność procesu lub dalsze hartowanie w celu uporządkowania przygotowania.
Normalizowanie polega na podgrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury po schłodzeniu w powietrzu; efekt normalizowania jest podobny do wyżarzania, ale w jego wyniku uzyskuje się drobniejszą strukturę. Jest ono często stosowane w celu poprawy właściwości skrawania materiału, ale czasami również stosowane w przypadku mniej wymagających części jako końcowa obróbka cieplna.
Hartowanie polega na tym, że przedmiot obrabiany jest podgrzewany i izolowany w wodzie, oleju lub innych solach nieorganicznych, organicznych roztworach wodnych i innych środkach hartowniczych w celu szybkiego chłodzenia. Po hartowaniu części stalowe stają się twarde, ale jednocześnie stają się kruche, aby wyeliminować kruchość w odpowiednim czasie, zazwyczaj konieczne jest odpuszczanie w odpowiednim czasie.
Aby zmniejszyć kruchość części stalowych, hartowane części stalowe w odpowiedniej temperaturze wyższej niż temperatura pokojowa i niższej niż 650 ℃ przez długi okres izolacji, a następnie chłodzone, proces ten nazywa się odpuszczaniem. Wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie, odpuszczanie to ogólna obróbka cieplna w „czterech ogniach”, z których hartowanie i odpuszczanie są ściśle powiązane, często stosowane łącznie, jeden jest niezbędny. „Cztery płomienie” z temperaturą ogrzewania i trybem chłodzenia są różne i rozwinęły inny proces obróbki cieplnej. Aby uzyskać pewien stopień wytrzymałości i wytrzymałości, hartowanie i odpuszczanie w wysokich temperaturach połączone z procesem, znanym jako odpuszczanie. Po hartowaniu niektórych stopów w celu utworzenia przesyconego roztworu stałego, są one utrzymywane 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 nazywa się obróbką starzeniową.
Obróbka cieplna i odkształcanie pod ciśnieniem są skutecznie i ściśle ze sobą połączone, dzięki czemu obrabiany przedmiot uzyskuje bardzo dobrą wytrzymałość i odporność na obciążenia dynamiczne metodą znaną jako obróbka cieplna przez odkształcanie; w atmosferze podciśnienia lub próżni podczas obróbki cieplnej znanej jako obróbka cieplna próżniowa, która nie tylko sprawia, że obrabiany przedmiot nie utlenia się, nie odwęgla, zachowuje powierzchnię obrabianego przedmiotu po obróbce, poprawia wydajność obrabianego przedmiotu, ale także dzięki czynnikowi osmotycznemu do chemicznej obróbki cieplnej.
Obróbka cieplna powierzchni polega jedynie na podgrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego w celu zmiany właściwości mechanicznych warstwy powierzchniowej procesu obróbki cieplnej metalu. Aby podgrzać jedynie warstwę powierzchniową przedmiotu obrabianego bez nadmiernego przenoszenia ciepła do przedmiotu obrabianego, źródło ciepła musi mieć wysoką gęstość energii, to znaczy w obszarze jednostkowym przedmiotu obrabianego, aby uzyskać większą energię cieplną, tak aby warstwa powierzchniowa przedmiotu obrabianego lub zlokalizowana mogła w krótkim okresie czasu lub natychmiast osiągnąć wysokie temperatury. Obróbka cieplna powierzchni głównych metod hartowania płomieniowego i obróbki cieplnej nagrzewania indukcyjnego, powszechnie stosowane źródła ciepła, takie jak płomień oksyacetylenowy lub oksypropanowy, prąd indukcyjny, laser i wiązka elektronów.
Chemiczna obróbka cieplna to proces obróbki cieplnej metali polegający na zmianie składu chemicznego, organizacji i właściwości warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego. Chemiczna obróbka cieplna różni się od powierzchniowej obróbki cieplnej tym, że ta pierwsza zmienia skład chemiczny warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego. Chemiczna obróbka cieplna jest umieszczana na przedmiocie obrabianym zawierającym węgiel, media solne lub inne elementy stopowe medium (gaz, ciecz, ciało stałe) w ogrzewaniu, izolacji przez dłuższy okres czasu, tak aby warstwa powierzchniowa przedmiotu obrabianego infiltrowała węgiel, azot, bor i chrom oraz inne elementy. Po infiltracji elementów, a czasami innych procesach obróbki cieplnej, takich jak hartowanie i odpuszczanie. Głównymi metodami chemicznej obróbki cieplnej są nawęglanie, azotowanie, penetracja metalu.
Obróbka cieplna jest jednym z ważnych procesów w procesie produkcji części mechanicznych i form. Mówiąc ogólnie, może zapewnić i poprawić różne właściwości przedmiotu obrabianego, takie jak odporność na zużycie, odporność na korozję. Może również poprawić organizację stanu półfabrykatu i naprężenia, w celu ułatwienia różnych procesów obróbki na zimno i na gorąco.
Na przykład: białe żeliwo po długim procesie wyżarzania można uzyskać z żeliwa ciągliwego, co poprawia plastyczność; koła zębate z odpowiednim procesem obróbki cieplnej, których żywotność może być większa niż kół zębatych nie poddanych obróbce cieplnej, nawet dziesiątki razy; ponadto tania stal węglowa dzięki infiltracji niektórych pierwiastków stopowych ma pewne właściwości drogiej stali stopowej, może zastąpić niektóre stale odporne na ciepło, stal nierdzewną; formy i matryce prawie wszystkie muszą przejść obróbkę cieplną. Mogą być używane dopiero po obróbce cieplnej.
Środki uzupełniające
I. Rodzaje wyżarzania
Wyżarzanie to proces obróbki cieplnej, w którym przedmiot obrabiany jest podgrzewany do odpowiedniej temperatury, utrzymywany w niej przez określony czas, a następnie powoli chłodzony.
Istnieje wiele rodzajów procesu wyżarzania stali. W zależności od temperatury nagrzewania można je podzielić na dwie kategorie: jedna to temperatura krytyczna (Ac1 lub Ac3) powyżej temperatury wyżarzania, znana również jako wyżarzanie rekrystalizacyjne ze zmianą fazy, w tym wyżarzanie całkowite, wyżarzanie niecałkowite, wyżarzanie sferoidalne i wyżarzanie dyfuzyjne (wyżarzanie homogenizujące) itp.; druga to temperatura poniżej temperatury krytycznej wyżarzania, w tym wyżarzanie rekrystalizacyjne i wyżarzanie odprężające itp. W zależności od metody chłodzenia wyżarzanie można podzielić na wyżarzanie izotermiczne i ciągłe wyżarzanie chłodzące.
1. Wyżarzanie całkowite i wyżarzanie izotermiczne
Całkowite wyżarzanie, znane również jako wyżarzanie rekrystalizacyjne, ogólnie określane jako wyżarzanie, to stal lub stal podgrzana do Ac3 powyżej 20 ~ 30 ℃, izolacja wystarczająco długa, aby organizacja była całkowicie austenityczna po powolnym schłodzeniu, w celu uzyskania niemal równowagowej organizacji procesu obróbki cieplnej. To wyżarzanie jest głównie stosowane do składu subeutektycznego różnych odlewów ze stali węglowej i stopowej, odkuwek i profili walcowanych na gorąco, a czasami również do konstrukcji spawanych. Zazwyczaj często jako liczba nieciężkich obrabianych przedmiotów końcowa obróbka cieplna lub jako wstępna obróbka cieplna niektórych obrabianych przedmiotów.
2. wyżarzanie kulowe
Wyżarzanie sferoidalne jest stosowane głównie w przypadku nadeutektycznej stali węglowej i stali narzędziowej stopowej (takiej jak produkcja narzędzi o krawędziach, wskaźników, 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 w niskiej temperaturze (lub odpuszczanie w wysokiej temperaturze), to wyżarzanie jest głównie stosowane w celu wyeliminowania odlewów, odkuwek, spawów, części walcowanych na gorąco, części ciągnionych na zimno i innych naprężeń szczątkowych. Jeśli te naprężenia nie zostaną wyeliminowane, spowoduje to, że stal po pewnym czasie lub w późniejszym procesie cięcia wytworzy odkształcenia lub pęknięcia.
4. Niepełne wyżarzanie polega na podgrzaniu stali do temperatury Ac1 ~ Ac3 (stal podeutektyczna) lub Ac1 ~ ACcm (stal nadeutektyczna) pomiędzy utrwalaniem ciepła a powolnym chłodzeniem w celu uzyskania niemal zrównoważonej organizacji procesu obróbki cieplnej.
II.do hartowania najczęściej stosowanym medium chłodzącym jest solanka, woda i olej.
Hartowanie przedmiotu obrabianego w słonej wodzie, łatwe uzyskanie wysokiej twardości i gładkiej powierzchni, trudne do wytworzenia hartowanie nie jest twardym miękkim punktem, ale łatwo jest spowodować poważne odkształcenie przedmiotu obrabianego, a nawet pękanie. Zastosowanie oleju jako medium hartowniczego jest odpowiednie tylko dla stabilności przechłodzonego austenitu, która jest stosunkowo duża w niektórych stalach stopowych lub małych rozmiarach stali węglowej do hartowania przedmiotu obrabianego.
III.cel hartowania stali
1. Zmniejszenie kruchości, wyeliminowanie lub ograniczenie naprężeń wewnętrznych, hartowanie stali. Istnieje wiele naprężeń wewnętrznych i kruchości, na przykład brak terminowego odpuszczania często powoduje odkształcenie lub nawet pękanie stali.
2. Aby uzyskać wymagane właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego, przedmiot obrabiany po zahartowaniu ma wysoką twardość i kruchość. Aby spełnić wymagania dotyczące różnych właściwości różnych przedmiotów obrabianych, można dostosować twardość poprzez odpowiednie odpuszczanie, aby zmniejszyć kruchość wymaganej wytrzymałości i plastyczności.
3、Ustabilizuj rozmiar przedmiotu obrabianego
4. W przypadku wyżarzania trudno zmiękczyć niektóre stale stopowe; w przypadku hartowania (lub normalizowania) często stosuje się je po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze, aby zapewnić odpowiednią agregację węglików stali, co zmniejszy twardość, ułatwiając cięcie i obróbkę.
Koncepcje uzupełniające
1. wyżarzanie: odnosi się do materiałów metalowych podgrzanych do odpowiedniej temperatury, utrzymywanych przez pewien okres czasu, a następnie powoli schładzanych w procesie obróbki cieplnej. Typowe procesy wyżarzania to: wyżarzanie rekrystalizacyjne, wyżarzanie odprężające, wyżarzanie sferoidalne, wyżarzanie całkowite itp. Cel wyżarzania: głównie w celu zmniejszenia twardości materiałów metalowych, poprawy plastyczności, w celu ułatwienia cięcia lub obróbki ciśnieniowej, zmniejszenia naprężeń szczątkowych, poprawy organizacji i składu homogenizacji lub w celu przygotowania organizacji do tej ostatniej obróbki cieplnej.
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 spokojnym powietrzu procesu obróbki cieplnej. Cel normalizacji: głównie w celu poprawy właściwości mechanicznych stali niskowęglowej, poprawy cięcia i obrabialności, rafinacji ziarna, w celu wyeliminowania wad organizacyjnych, w celu ostatniej obróbki cieplnej w celu przygotowania organizacji.
3, hartowanie: odnosi się do stali podgrzanej do Ac3 lub Ac1 (stal poniżej punktu krytycznego temperatury) powyżej określonej temperatury, utrzymywanej przez określony czas, a następnie do odpowiedniej szybkości chłodzenia, w celu uzyskania organizacji martenzytycznej (lub bainitowej) procesu obróbki cieplnej. Typowe procesy hartowania to hartowanie w pojedynczym medium, hartowanie w podwójnym medium, hartowanie martenzytyczne, hartowanie izotermiczne bainitu, hartowanie powierzchniowe i hartowanie lokalne. Cel hartowania: aby części stalowe uzyskały wymaganą organizację martenzytyczną, poprawiły twardość obrabianego przedmiotu, wytrzymałość i odporność na ścieranie, aby ostatnia obróbka cieplna dobrze przygotowała do organizacji.
4, odpuszczanie: odnosi się do stali hartowanej, a następnie podgrzewanej do temperatury poniżej Ac1, czasu utrzymywania, a następnie chłodzonej do temperatury pokojowej, procesu 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 powstających w stali podczas hartowania, tak aby stal miała dużą twardość i odporność na zużycie oraz wymaganą plastyczność i wytrzymałość.
5, hartowanie: odnosi się do stali lub stali do hartowania i hartowania w wysokiej temperaturze w procesie obróbki cieplnej kompozytu. Stosowane w obróbce hartowania stali zwanej hartowaną stalą. Ogólnie odnosi się do stali konstrukcyjnej ze średnią zawartością węgla i stali konstrukcyjnej ze średnią zawartością węgla.
6, nawęglanie: nawęglanie to proces, w którym atomy węgla wnikają w warstwę powierzchniową stali. Polega on również na tym, że obrabiany przedmiot ze stali niskowęglowej ma warstwę powierzchniową stali wysokowęglowej, a następnie po hartowaniu i odpuszczaniu w niskiej temperaturze, tak aby warstwa powierzchniowa 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 elementów obrabianych wymagają kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu czynności do wykonania. Czynności te są wykonywane w piecu do obróbki cieplnej próżniowej, operator nie może się do nich zbliżyć, więc stopień automatyzacji pieca do obróbki cieplnej próżniowej musi być wyższy. Jednocześnie niektóre czynności, takie jak nagrzewanie i przytrzymywanie końca procesu hartowania metalowego elementu obrabianego, muszą być sześcioma, siedmioma czynnościami i muszą zostać wykonane w ciągu 15 sekund. Takie zwinne warunki do wykonania wielu czynności łatwo powodują nerwowość operatora i stanowią błąd. Dlatego tylko wysoki stopień automatyzacji może być dokładnym, terminowym koordynowaniem zgodnie z programem.
Obróbka cieplna próżniowa części metalowych jest przeprowadzana w zamkniętym piecu próżniowym, ścisłe uszczelnienie próżniowe jest dobrze znane. Dlatego, aby uzyskać i przestrzegać pierwotnej szybkości wycieku powietrza pieca, aby zapewnić, że próżnia robocza pieca próżniowego, aby zapewnić jakość części, obróbka cieplna próżniowa ma bardzo duże znaczenie. Tak więc kluczową kwestią pieca do obróbki cieplnej próżniowej jest posiadanie niezawodnej struktury uszczelniającej próżniowo. Aby zapewnić wydajność próżniową pieca próżniowego, konstrukcja struktury pieca do obróbki cieplnej próżniowej musi przestrzegać podstawowej zasady, to znaczy, że korpus pieca ma używać gazoszczelnego spawania, podczas gdy korpus pieca jak najmniej otwiera lub nie otwiera otworu, mniej lub unikaj stosowania dynamicznej struktury uszczelniającej, aby zminimalizować możliwość wycieku próżni. Zainstalowane w elementach korpusu pieca próżniowego, akcesoria, takie jak elektrody chłodzone wodą, urządzenie eksportujące termopary muszą być również zaprojektowane w celu uszczelnienia struktury.
Większość materiałów grzewczych i izolacyjnych można stosować wyłącznie w próżni. Ogrzewanie pieca do obróbki cieplnej w próżni i wyłożenie izolacji cieplnej odbywa się w próżni i w wysokiej temperaturze, więc materiały te stawiają wysokie wymagania odporności na temperaturę, wyniki promieniowania, przewodnictwo cieplne i inne wymagania. Wymagania dotyczące odporności na utlenianie nie są wysokie. Dlatego w piecu do obróbki cieplnej w próżni szeroko stosowano tantal, wolfram, molibden i grafit do materiałów grzewczych i termoizolacyjnych. Materiały te bardzo łatwo utleniają się w stanie atmosferycznym, dlatego zwykły piec do obróbki cieplnej nie może używać tych materiałów grzewczych i izolacyjnych.
Urządzenie chłodzone wodą: powłoka pieca do obróbki cieplnej próżniowej, pokrywa pieca, elektryczne elementy grzewcze, elektrody chłodzone wodą, pośrednie drzwi izolacji cieplnej próżniowej i inne komponenty znajdują się w próżni, w stanie pracy cieplnej. Pracując w tak ekstremalnie niekorzystnych warunkach, należy upewnić się, że struktura każdego komponentu nie zostanie odkształcona lub uszkodzona, a uszczelnienie próżniowe nie zostanie przegrzane lub spalone. Dlatego każdy komponent powinien zostać skonfigurowany zgodnie z różnymi okolicznościami urządzeń chłodzących wodą, aby zapewnić, że piec do obróbki cieplnej próżniowej może działać normalnie i mieć wystarczającą żywotność.
Zastosowanie niskonapięciowego, wysokoprądowego pojemnika próżniowego, gdy stopień próżni próżniowej wynosi kilka lxlo-1 torr, pojemnik próżniowy przewodnika pod napięciem o wyższym napięciu spowoduje zjawisko wyładowania jarzeniowego. W piecu do obróbki cieplnej próżniowej poważne wyładowanie łukowe spali elektryczny element grzejny, warstwę izolacyjną, powodując poważne wypadki i straty. Dlatego napięcie robocze elektrycznego elementu grzejnego pieca do obróbki cieplnej próżniowej wynosi na ogół nie więcej niż 80–100 woltów. Jednocześnie w konstrukcji elektrycznego elementu grzejnego należy podjąć skuteczne środki, takie jak próba uniknięcia posiadania końcówki części, odstęp między elektrodami nie może być zbyt mały, aby zapobiec generowaniu wyładowania jarzeniowego lub wyładowania łukowego.
Ruszenie
Ze względu na różne wymagania dotyczące wydajności przedmiotu obrabianego i jego różne temperatury odpuszczania, można wyróżnić następujące rodzaje odpuszczania:
(a) hartowanie w niskiej temperaturze (150-250 stopni)
Niskotemperaturowe odpuszczanie powstałej organizacji dla hartowanego martenzytu. Jego celem jest utrzymanie wysokiej twardości i wysokiej odporności na zużycie hartowanej stali przy założeniu zmniejszenia jej wewnętrznego naprężenia hartowniczego i kruchości, aby uniknąć odpryskiwania lub przedwczesnego uszkodzenia podczas użytkowania. Jest ono głównie stosowane do różnych narzędzi skrawających o wysokiej zawartości węgla, wskaźników, matryc ciągnionych na zimno, łożysk tocznych i części nawęglanych itp., po odpuszczaniu twardość wynosi zazwyczaj HRC58-64.
(ii) hartowanie w średniej temperaturze (250–500 stopni)
Organizacja hartowania w średniej temperaturze dla hartowanego korpusu kwarcowego. Jej celem jest uzyskanie wysokiej granicy plastyczności, granicy sprężystości i wysokiej wytrzymałości. Dlatego jest ona głównie stosowana do różnych sprężyn i obróbki form do obróbki na gorąco, twardość hartowania wynosi na ogół HRC35-50.
(C) odpuszczanie w wysokiej temperaturze (500-650 stopni)
Odpuszczanie w wysokiej temperaturze organizacji hartowanego Sohnitu. Zwyczajowe hartowanie i odpuszczanie w wysokiej temperaturze połączone z obróbką cieplną znaną jako obróbka odpuszczająca, jej celem jest uzyskanie wytrzymałości, twardości i plastyczności, wytrzymałość są lepszymi ogólnymi właściwościami mechanicznymi. Dlatego szeroko stosowane 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
Przyczyny precyzyjnych złożonych deformacji form są często złożone, ale my po prostu opanujemy prawo deformacji, przeanalizujemy jego przyczyny, stosując różne metody zapobiegania deformacji formy, jesteśmy w stanie zmniejszyć, ale także jesteśmy w stanie kontrolować. Ogólnie rzecz biorąc, obróbka cieplna precyzyjnych złożonych deformacji form może przyjąć następujące metody zapobiegania.
(1) Rozsądny dobór materiałów. Do precyzyjnych, złożonych form należy wybierać materiały, takie jak stal do formowania mikroodkształceń (taka jak stal hartowana w powietrzu), segregacja węglików w poważnej stali do form powinna być rozsądna, kucie i hartowanie, większe i nie mogące być kute, stal do form może być poddawana obróbce cieplnej podwójnego rafinowania w roztworze stałym.
(2) Konstrukcja formy powinna być rozsądna, grubość nie powinna być zbyt zróżnicowana, kształt powinien być symetryczny, aby odkształcenie większej formy odpowiadało prawu odkształcenia, zarezerwowano naddatek na obróbkę, w przypadku dużych, precyzyjnych i złożonych form można stosować kombinację struktur.
(3) Formy precyzyjne i złożone należy poddać wstępnej obróbce cieplnej w celu wyeliminowania naprężeń szczątkowych powstających w procesie obróbki.
(4) Rozsądny wybór temperatury nagrzewania, kontrola prędkości nagrzewania; w przypadku precyzyjnych, złożonych form można stosować powolne nagrzewanie, podgrzewanie wstępne i inne zrównoważone metody nagrzewania w celu zmniejszenia odkształceń formy podczas obróbki cieplnej.
(5) Aby zapewnić twardość formy, należy zastosować proces wstępnego chłodzenia, stopniowego chłodzenia i hartowania lub hartowania temperaturowego.
(6) W przypadku precyzyjnych i skomplikowanych form, jeżeli pozwalają na to warunki, należy starać się stosować hartowanie próżniowe z podgrzewaniem i głębokim chłodzeniem po hartowaniu.
(7) W przypadku niektórych precyzyjnych i złożonych form można stosować obróbkę cieplną wstępną, obróbkę cieplną starzenia, obróbkę cieplną azotowania odpuszczania w celu kontrolowania dokładności formy.
(8) Podczas naprawy otworów piaskowych, porowatości, zużycia i innych wad należy stosować maszyny do spawania na zimno i inne urządzenia do naprawy pod kątem oddziaływania termicznego, aby uniknąć odkształceń w procesie naprawy.
Ponadto prawidłowe działanie procesu obróbki cieplnej (takie jak zatykanie otworów, wiązanie otworów, mocowanie mechaniczne, odpowiednie metody ogrzewania, poprawny wybór kierunku chłodzenia formy i kierunku ruchu medium chłodzącego itp.) oraz rozsądny proces obróbki cieplnej odpuszczania mają na celu zmniejszenie odkształceń precyzyjnych i skomplikowanych form.
Hartowanie powierzchni i odpuszczanie cieplne jest zazwyczaj przeprowadzane przez nagrzewanie indukcyjne lub nagrzewanie płomieniowe. Głównymi parametrami technicznymi są twardość powierzchni, twardość lokalna i efektywna głębokość warstwy hartującej. Badanie twardości można wykonać przy użyciu twardościomierza Vickersa, można również użyć twardościomierza Rockwella lub powierzchniowego Rockwella. Wybór siły testowej (skali) jest związany z głębokością efektywnej warstwy hartowanej i twardością powierzchni przedmiotu obrabianego. W tym przypadku stosuje się trzy rodzaje twardościomierzy.
Po pierwsze, twardościomierz Vickersa jest ważnym środkiem testowania twardości powierzchni obrabianych cieplnie przedmiotów, można go wybrać od 0,5 do 100 kg siły testowej, testować warstwę utwardzania powierzchni o grubości zaledwie 0,05 mm, a jego dokładność jest najwyższa i może rozróżnić małe różnice w twardości powierzchni obrabianych cieplnie przedmiotów. Ponadto, głębokość efektywnej warstwy utwardzanej powinna być również wykrywana przez twardościomierz Vickersa, więc w przypadku obróbki cieplnej powierzchni lub dużej liczby jednostek wykorzystujących obrabiany przedmiot obrabiany cieplnie powierzchni, konieczne jest wyposażenie w twardościomierz Vickersa.
Po drugie, twardościomierz Rockwella powierzchni jest również bardzo odpowiedni do testowania twardości powierzchniowo hartowanego przedmiotu obrabianego, twardościomierz Rockwella powierzchni ma trzy skale do wyboru. Może testować efektywną głębokość hartowania większą niż 0,1 mm różnych powierzchniowo hartowanych przedmiotów obrabianych. Chociaż precyzja twardościomierza Rockwella powierzchni nie jest tak wysoka jak twardościomierza Vickersa, ale jako zakład obróbki cieplnej zarządzanie jakością i kwalifikowane środki kontroli wykrywania, były w stanie spełnić wymagania. Ponadto, ma również prostą obsługę, jest łatwy w użyciu, ma niską cenę, szybki pomiar, może bezpośrednio odczytać wartość twardości i inne cechy, użycie twardościomierza Rockwella powierzchni może być partią powierzchniowo obrabianego przedmiotu obrabianego do szybkiego i nieniszczącego testowania kawałek po kawałku. Jest to ważne dla zakładów obróbki metali i produkcji maszyn.
Po trzecie, gdy warstwa utwardzona cieplnie powierzchni jest grubsza, można również użyć twardościomierza Rockwella. Gdy grubość warstwy utwardzonej cieplnie wynosi 0,4 ~ 0,8 mm, można użyć skali HRA, gdy grubość warstwy utwardzonej wynosi ponad 0,8 mm, można użyć skali HRC.
Vickers, Rockwell i Rockwell powierzchniowy trzy rodzaje wartości twardości można łatwo przeliczyć na siebie, przeliczyć na standard, rysunki lub użytkownik potrzebuje wartości twardości. Odpowiednie tabele konwersji podano w międzynarodowej normie ISO, amerykańskiej normie ASTM i chińskiej normie GB/T.
Lokalne stwardnienie
Części, jeśli lokalne wymagania twardości są wyższe, dostępne jest ogrzewanie indukcyjne i inne środki lokalnej obróbki cieplnej hartowania, takie części zazwyczaj muszą oznaczać lokalizację lokalnej obróbki cieplnej hartowania i lokalną wartość twardości na rysunkach. Badanie twardości części powinno być przeprowadzane w wyznaczonym obszarze. Przyrządy do badania twardości mogą być używane jako twardościomierz Rockwella, test wartości twardości HRC, takie jak obróbka cieplna warstwa hartowania jest płytka, można używać powierzchniowego twardościomierza Rockwella, test wartości twardości HRN.
Obróbka cieplna chemiczna
Chemiczna obróbka cieplna polega na infiltracji powierzchni przedmiotu obrabianego jednym lub kilkoma pierwiastkami chemicznymi atomów, tak aby zmienić skład chemiczny, organizację i wydajność powierzchni przedmiotu obrabianego. Po hartowaniu i odpuszczaniu w niskiej temperaturze powierzchnia przedmiotu obrabianego ma wysoką twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową styku, podczas gdy rdzeń przedmiotu obrabianego ma wysoką wytrzymałość.
Zgodnie z powyższym, wykrywanie i rejestrowanie temperatury w procesie obróbki cieplnej jest bardzo ważne, a słaba kontrola temperatury ma duży wpływ na produkt. Dlatego wykrywanie temperatury jest bardzo ważne, trend temperatury w całym procesie jest również bardzo ważny, co powoduje, że proces obróbki cieplnej musi być rejestrowany w zmianie temperatury, może ułatwić przyszłą analizę danych, ale także zobaczyć, w którym momencie temperatura nie spełnia wymagań. Będzie to odgrywać bardzo dużą rolę w ulepszaniu obróbki cieplnej w przyszłości.
Procedury operacyjne
1、Wyczyść miejsce operacji, sprawdź, czy zasilanie, przyrządy pomiarowe i różne przełączniki działają prawidłowo, a także czy źródło wody jest gładkie.
2. Operatorzy powinni nosić dobry sprzęt ochronny, w przeciwnym razie może to być niebezpieczne.
3. Otwórz uniwersalny przełącznik transferowy zasilania sterującego, zgodnie z wymaganiami technicznymi stopniowanych sekcji wzrostu i spadku temperatury sprzętu, aby wydłużyć żywotność sprzętu i zachować jego nienaruszone działanie.
4. Zwrócenie uwagi na temperaturę pieca do obróbki cieplnej i regulację prędkości taśmy siatkowej pozwala na opanowanie standardów temperaturowych wymaganych dla różnych materiałów, co zapewnia twardość obrabianego przedmiotu, prostotę powierzchni i warstwę utleniającą, a także gwarantuje bezpieczeństwo.
5、Zwracając uwagę na temperaturę pieca do odpuszczania i prędkość taśmy siatkowej, otwórz wylot powietrza, aby przedmiot obrabiany po odpuszczeniu spełniał wymagania jakościowe.
6. W pracy należy trzymać się stanowiska.
7. Zapoznać się z konfiguracją niezbędnego sprzętu przeciwpożarowego oraz metodami jego użytkowania i konserwacji.
8. Podczas zatrzymywania maszyny należy sprawdzić, czy wszystkie przełączniki sterujące są w stanie wyłączonym, a następnie zamknąć uniwersalny przełącznik transferowy.
Przegrzanie
Z szorstkiego otworu części łożyskowych akcesoriów rolkowych można zaobserwować po hartowaniu mikrostrukturę przegrzania. Ale aby określić dokładny stopień przegrzania należy obserwować mikrostrukturę. Jeśli w hartowaniu stali GCr15 organizacja w wyglądzie grubej igły martenzytu, jest to hartowanie przegrzania organizacji. Powodem powstawania hartowania temperatura ogrzewania może być zbyt wysoka lub ogrzewanie i czas utrzymywania jest zbyt długi spowodowany pełnym zakresem przegrzania; może być również spowodowane pierwotną organizacją poważnego węglika pasma, w obszarze o niskiej zawartości węgla między dwoma pasmami, aby utworzyć lokalny martenzyt o grubej igle, co powoduje lokalne przegrzanie. Pozostały austenit w przegrzanej organizacji wzrasta, a stabilność wymiarowa maleje. Z powodu przegrzania hartowania organizacji, kryształ stali jest gruby, co doprowadzi do zmniejszenia wytrzymałości części, odporność na uderzenia jest zmniejszona, a żywotność łożyska jest również zmniejszona. Silne przegrzanie może nawet spowodować pęknięcia hartowania.
Niedogrzanie
Niska temperatura hartowania lub słabe chłodzenie powodują większą niż standardowa organizację torrhenitu w mikrostrukturze, znaną jako organizacja niedogrzania, co powoduje spadek twardości, znacznie zmniejszoną odporność na zużycie, co wpływa na żywotność części wałeczkowych łożyska.
Gaszenie pęknięć
Części łożysk tocznych w procesie hartowania i chłodzenia z powodu naprężeń wewnętrznych tworzą pęknięcia zwane pęknięciami hartowniczymi. Przyczynami takich pęknięć są: z powodu hartowania temperatura nagrzewania jest zbyt wysoka lub chłodzenie jest zbyt szybkie, naprężenie cieplne i zmiana objętości masy metalu w organizacji naprężenia jest większa niż wytrzymałość stali na pękanie; powierzchnia robocza pierwotnych defektów (takich jak pęknięcia powierzchni lub zarysowania) lub defekty wewnętrzne w stali (takie jak żużel, poważne wtrącenia niemetaliczne, białe plamy, pozostałości skurczu itp.) w hartowaniu powstawanie koncentracji naprężeń; poważne odwęglenie powierzchni i segregacja węglików; części hartowane po odpuszczaniu niewystarczające lub przedwczesne odpuszczanie; naprężenie zimnego stempla spowodowane poprzednim procesem jest zbyt duże, kucie fałd, głębokie nacięcia tokarskie, rowki olejowe ostre krawędzie i tak dalej. Krótko mówiąc, przyczyną pęknięć hartowniczych może być jeden lub więcej z powyższych czynników, obecność naprężeń wewnętrznych jest głównym powodem 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 pierścieniowe na kołnierzu łożyska; kształt na stalowej kulce łożyska jest w kształcie litery S, T lub pierścienia. Charakterystyką organizacyjną pęknięcia hartowniczego jest brak zjawiska odwęglenia po obu stronach pęknięcia, wyraźnie odróżnialne od pęknięć kuźniczych i pęknięć materiałowych.
Deformacja obróbki cieplnej
Części łożysk NACHI w obróbce cieplnej, występują naprężenia cieplne i organizacyjne, to naprężenie wewnętrzne może być nałożone na siebie lub częściowo przesunięte, jest złożone i zmienne, ponieważ może być zmieniane wraz z temperaturą ogrzewania, szybkością ogrzewania, trybem chłodzenia, szybkością chłodzenia, kształtem i rozmiarem części, więc odkształcenie obróbki cieplnej jest nieuniknione. Rozpoznanie i opanowanie reguły prawa może spowodować odkształcenie części łożyskowych (takich jak owal kołnierza, rozmiar w górę itp.) umieszczonych w kontrolowanym zakresie, sprzyjającym produkcji. Oczywiście w procesie obróbki cieplnej zderzenie mechaniczne również spowoduje odkształcenie części, ale to odkształcenie może być wykorzystane do poprawy działania w celu zmniejszenia i uniknięcia.
Odwęglanie powierzchniowe
Części łożyskowe akcesoriów rolkowych w procesie obróbki cieplnej, jeśli są podgrzewane w medium utleniającym, powierzchnia zostanie utleniona tak, że ułamek masowy węgla na powierzchni części zostanie zmniejszony, co spowoduje odwęglenie powierzchni. Głębokość warstwy odwęglenia powierzchni większa niż końcowa obróbka ilości retencji spowoduje złomowanie części. Określenie głębokości warstwy odwęglenia powierzchni w badaniu metalograficznym dostępnej metody metalograficznej i metody mikrotwardości. Krzywa rozkładu mikrotwardości warstwy powierzchniowej jest oparta na metodzie pomiaru i może być stosowana jako kryterium arbitrażowe.
Miękkie miejsce
Z powodu niewystarczającego nagrzewania, słabego chłodzenia, hartowania spowodowanego niewłaściwą twardością powierzchni części łożysk tocznych nie jest wystarczająco zjawiskiem znanym jako miękkie miejsce hartowania. Jest to jak odwęglenie powierzchni może spowodować poważny spadek odporności na zużycie powierzchni i wytrzymałości zmęczeniowej.
Czas publikacji: 05-12-2023