Mitä lämpökäsittely on ja miten osat hyötyvät siitä?

Mitä lämpökäsittely on ja miten osat hyötyvät siitä?

Aika lukea: 5 minuuttia

Lämpökäsittelytehdas

Yleiskatsaus lämpökäsittelyyn

Lämpökäsittely on prosessi, jossa käytetään hallittua lämmitystä ja jäähdytystä metallien ja metalliseosten (kuten teräksen ja alumiinin) kiderakenteen muuttamiseen.Ajan myötä on kehitetty monia erilaisia ​​menetelmiä.Materiaalista ja käsittelyprosessista riippuen lämpökäsittelyllä voi olla monia etuja,mukaan lukien lisääntynyt kovuus, parannettu lämmönkestävyys, parantunut taipuisuus ja suurempi materiaalin lujuus.

Vaikka useimmat ihmiset eivät tiedä mitä lämpökäsittely on, se on itse asiassa olennainen osa valmistusprosessia.Sitä voidaan käyttää valmistusprosessin eri vaiheissa muuttamaan metallin tai lejeeringin tiettyjä ominaisuuksia.Joitakin merkittäviä toimialoja, joilla lämpökäsittelyllä on tärkeä rooli, ovat mmlentokoneet, autot, laitteistot(kuten sahat ja kirveet),tietokoneet, avaruusalukset, armeija sekä öljy- ja kaasuteollisuus.

Kuinka lämpökäsittely toimii?

Lämpökäsittelyn vuokaavio

Aiemmin mainittiin, että lämpökäsittely on olennaisesti metallin fysikaalisten ominaisuuksien muuttamista kontrolloidulla lämmityksellä tai jäähdytyksellä, ja itse asiassa lämpökäsittely toimii tällä yksinkertaisella periaatteella.Vaikka lämpökäsittelyjä on monenlaisia, ne noudattavat samanlaista prosessia.Pähkinänkuoressa,lämpökäsittely toimii kuumentamalla metallia, pitämällä sitä tässä lämpötilassa ja jäähdyttämällä sen sitten takaisin.Syy siihen, miksi metalliosien ominaisuudet muuttuvat tämän prosessin aikana, on se, että korkeat lämpötilat muuttavat metallin mikrorakennetta, jolla on tärkeä rooli materiaalin mekaanisissa ominaisuuksissa.

Aikaa, jonka metalli kuumennetaan, kutsutaan "liotusaika".Liotusajan pituudella on tärkeä rooli metallin ominaisuuksissa, koska pitkään liotetun metallin mikrorakenne muuttuu eri tavalla kuin lyhyemmän aikaa liotetun metallin.Toisaalta myös liotusajan jälkeinen jäähtyminen vaikuttaa metallin lopputulokseen.Metalli voidaan jäähdyttää nopeasti, jota kutsutaan karkaisuksi, tai se voidaan jäähdyttää hitaasti uunissa haluttujen tulosten saavuttamiseksi.Liotuslämpötilan, liotusajan, jäähdytyslämpötilan ja jäähdytyksen keston yhdistelmällä on kaikki rooli haluttujen ominaisuuksien tuottamisessa metalliin tai seokseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että lämpökäsittelyprosessi vaatii kolme perusvaihetta,lämmitys, liotus ja jäähdytys.

Heat vaiheet

Seoksen mikrorakenne muuttuu lämpökäsittelyprosessin aikana.Lämmitys noudattaa tiettyä lämpöprofiilia.Tässä vaiheessa metallista voi tulla kolme eri tilaa, mekaaninen seos, kiinteä liuos tai molempien yhdistelmä.Jokainen tila tuo eri ominaisuuksia ja tilaa voidaan muuttaa lämmittämällä vaihekaavion mukaan.

Liotusvaihe

Liotusvaiheen tarkoituksena on pitää metalli oikeassa lämpötilassa, kunnes haluttu sisäinen rakenne muodostuu.Kesto riippuu vaatimuksista.Esimerkiksi materiaalityyppi ja osan koko, kun osan koko on suurempi, tarvitaan enemmän aikaa.Useimpien osien ydin kestää kauemmin saavuttaakseen vaaditun lämpötilan.

Jäähdytysvaihe

Jäähdytysvaiheen aikana metalli on jäähdytettävä takaisin huoneenlämpöön, mutta tähän on olemassa erilaisia ​​tapoja metallityypistä riippuen.Se voi vaatia jäähdytysväliaineen, kaasun, nesteen, kiinteän aineen tai niiden yhdistelmän.Jäähtymisnopeus riippuu itse metallista ja jäähdytysväliaineesta.Siksi jäähdytyksen valinta on tärkeä tekijä metallin halutussa suorituskyvyssä.

Yleiset lämpökäsittelymenetelmät ja -edut

Valittavana on monia lämpökäsittelytekniikoita.Jokaisella niistä on tiettyjä ominaisuuksia.Yleisimpiä lämpökäsittelymenetelmiä ovat:

Kovettumista

Yksi yleisimmistä lämpökäsittelymuodoista,tämä lisää metallin tai lejeeringin kovuutta ja tekee siitä vähemmän sitkeä.Yleensä pintakarkaisu ilman myöhempiä karkaisutoimenpiteitä, joka tunnetaan usein myös nitridoinna, tarkoittaa typen diffuusiota erikoisseosterästen pintaan, jolloin tuloksena on kova pinta ja pehmeä ydin ilman lisäkäsittelyä.

Karkaisu

Karkaisu on prosessi, jolla vähennetään kovettumisen aikana aiheutuvaa liiallista kovuutta ja haurautta.Myös sisäiset stressit lievittyvät.Yleensä karkaisu on kovetusprosessin jälkimmäinen vaihe.Se on lämpökäsittelyprosessi, joka auttaa parantamaan teräksen elastisuutta.Rautapohjaiset seokset ovat yleensä kovia, mutta usein liian hauraita joihinkin sovelluksiin.Karkaisu auttaa muuttamaan metallin kovuutta, haurautta ja sitkeyttä.Tämä on prosessin helpottamiseksi.

Hehkutus

Hehkutus pehmentää metallia.Se tekee metallista sopivamman kylmätyöstöön ja -muovaukseen.Se parantaa myös metan työstettävyyttä, taipuisuutta ja sitkeyttäl.Hehkutusprosessissa metalli kuumennetaan ylemmän kriittisen lämpötilan yläpuolelle ja jäähdytetään sitten hitaasti.

Normalisoidaan

Normalisointi on toinen hehkutuksen muoto.Se on tottunutlievittää sisäisiä jännityksiä, jotka aiheutuvat prosessista, kuten hitsauksesta, valusta tai karkaisusta. Normalisoitu teräs on kovempaa ja vahvempaa kuin hehkutettu teräs.Tässä prosessissa metalli kuumennetaan lämpötilaan, joka on 40 °C korkeampi kuin sen ylempi kriittinen lämpötila.Tässä tapauksessa metalli kuumennetaan 200 °F:iin, hehkutuslämpötilan yläpuolelle.Teknikko pitää metallin kriittisessä lämpötilassa, kunnes muutos tapahtuu.Tämä lämpökäsittelyprosessi vaatii ilmajäähdytystä lämmityksen jälkeen.

Lämpökäsittelyn johtavana ProLean Hub tarjoaa laajan valikoiman lämpökäsittelypalveluita.Tilamme käsittelevät kaikenkokoiset komponentit tiukkojen standardien mukaisesti ja tarjoavat luotettavia, toistettavia tuloksia.Lämpökäsittelytoimintojamme johtavat eräät alan parhaista insinööreistä ja teknikoista, joilla on kokemus ja asiantuntemus tarjota elintärkeää tukea ja todellista ymmärrystä asiakkaidemme tarpeista.Voit vierailla meilläLämpökäsittelysivulisätietoja, tai voitpuhu suoraan yhden insinöörimme kanssa.