Co to jest obróbka cieplna i jak części z niej korzystają?

Co to jest obróbka cieplna i jak części z niej korzystają?

Czas na czytanie: 5 minut

Fabryka obróbki cieplnej

Przegląd obróbki cieplnej

Obróbka cieplna to proces wykorzystujący kontrolowane ogrzewanie i chłodzenie w celu zmiany struktury krystalicznej metali i stopów metali (takich jak stal i aluminium).Z biegiem czasu opracowano wiele różnych metod.W zależności od materiału i procesu obróbki, obróbka cieplna może przynieść wiele korzyści,w tym zwiększoną twardość, lepszą odporność na ciepło, zwiększoną plastyczność i większą wytrzymałość materiału.

Chociaż większość ludzi nie wie, czym jest obróbka cieplna, w rzeczywistości jest to istotna część procesu produkcyjnego.Może być stosowany na różnych etapach procesu produkcyjnego w celu zmiany pewnych właściwości metalu lub stopu.Niektóre godne uwagi branże, w których obróbka cieplna odgrywa ważną rolę, to m.insamoloty, motoryzacja, sprzęt komputerowy(takich jak piły i siekiery),komputery, statki kosmiczne, wojsko oraz przemysł naftowy i gazowy.

Jak działa obróbka cieplna?

Schemat blokowy obróbki cieplnej

Wspomniano wcześniej, że obróbka cieplna jest zasadniczo zmianą właściwości fizycznych metalu poprzez kontrolowane ogrzewanie lub chłodzenie, iw rzeczywistości obróbka cieplna działa na tej prostej zasadzie.Chociaż istnieje wiele rodzajów obróbki cieplnej, przebiegają one według podobnego procesu.W skrócie,obróbka cieplna polega na podgrzaniu metalu, utrzymaniu go w tej temperaturze, a następnie ponownym schłodzeniu.Powodem, dla którego właściwości części metalowych zmieniają się podczas tego procesu, jest to, że wysokie temperatury zmieniają mikrostrukturę metalu, która odgrywa ważną rolę we właściwościach mechanicznych materiału.

Czas nagrzewania metalu nazywa się „czas moczenia„.Długość czasu moczenia odgrywa ważną rolę we właściwościach metalu, ponieważ mikrostruktura metalu moczonego przez długi czas zmienia się inaczej niż metalu moczonego przez krótszy czas.Z drugiej strony proces chłodzenia po czasie wygrzewania również ma wpływ na wynik metalu.Metal można schłodzić szybko, co nazywa się hartowaniem, lub można go schłodzić powoli w piecu, aby zapewnić osiągnięcie pożądanych rezultatów.Połączenie temperatury wygrzewania, czasu wygrzewania, temperatury chłodzenia i czasu trwania chłodzenia odgrywa rolę w uzyskaniu pożądanych właściwości metalu lub stopu.

Podsumowując, proces obróbki cieplnej wymaga trzech podstawowych kroków,podgrzewanie, moczenie i chłodzenie.

Etapy ciepła

Mikrostruktura stopu zmienia się w trakcie procesu obróbki cieplnej.Ogrzewanie odbywa się według określonego profilu termicznego.W tym momencie metal może przybrać trzy różne stany: mieszaninę mechaniczną, roztwór stały lub kombinację obu.Każdy stan niesie ze sobą inne właściwości, a stan można zmienić poprzez ogrzewanie zgodnie ze schematem fazowym.

Faza moczenia

Celem fazy wygrzewania jest utrzymanie metalu w odpowiedniej temperaturze do momentu uformowania pożądanej struktury wewnętrznej.Czas trwania zależy od wymagań.Na przykład rodzaj materiału i rozmiar części, gdy rozmiar części jest większy, potrzeba więcej czasu.Rdzeń większości części potrzebuje więcej czasu, aby osiągnąć wymaganą temperaturę.

Etap chłodzenia

Podczas fazy chłodzenia należy schłodzić metal z powrotem do temperatury pokojowej, ale istnieją różne sposoby, aby to zrobić w zależności od rodzaju metalu.Może wymagać czynnika chłodzącego, gazu, cieczy, ciała stałego lub ich kombinacji.Szybkość chłodzenia zależy od samego metalu i czynnika chłodzącego.Dlatego wybór, jakiego dokonujesz w zakresie chłodzenia, jest ważnym czynnikiem wpływającym na pożądaną wydajność metalu.

Typowe metody obróbki cieplnej i korzyści

Do wyboru jest wiele technik obróbki cieplnej.Każdy z nich niesie ze sobą określone cechy.Do najczęstszych metod obróbki cieplnej należą:

Hartowanie

Jedna z najpowszechniejszych form obróbki cieplnej,zwiększa to twardość metalu lub stopu i czyni go mniej plastycznym.Ogólnie rzecz biorąc, utwardzanie powierzchniowe bez późniejszych operacji hartowania, często znane również jako azotowanie, polega na dyfuzji azotu w powierzchnię specjalnych stali stopowych, w wyniku czego uzyskuje się twardą powierzchnię i miękki rdzeń bez dalszej obróbki.

Ruszenie

Odpuszczanie to proces zmniejszania nadmiernej twardości i kruchości powstałej podczas procesu hartowania.Stresy wewnętrzne są również złagodzone.Ogólnie rzecz biorąc, odpuszczanie jest ostatnim etapem procesu utwardzania.Jest to proces obróbki cieplnej, który pomaga poprawić elastyczność stali.Stopy na bazie żelaza są zwykle twarde, ale często zbyt kruche do niektórych zastosowań.Odpuszczanie pomaga zmienić twardość, kruchość i plastyczność metalu.Ma to na celu ułatwienie procesu.

Wyżarzanie

Wyżarzanie zmiękcza metal.To sprawia, że ​​metal jest bardziej odpowiedni do obróbki na zimno i formowania.Poprawia również obrabialność, plastyczność i wytrzymałość metal.W procesie wyżarzania metal jest podgrzewany powyżej górnej temperatury krytycznej, a następnie chłodzony z małą szybkością.

Normalizujący

Normalizacja jest inną formą wyżarzania.Jest przyzwyczajonyzmniejszają naprężenia wewnętrzne spowodowane procesami takimi jak spawanie, odlewanie lub hartowanie. Normalizowana stal jest twardsza i mocniejsza niż stal wyżarzona.W tym procesie metal jest podgrzewany do temperatury o 40°C wyższej niż jego górna temperatura krytyczna.W tym przypadku metal jest podgrzewany do 200°F, powyżej temperatury wyżarzania.Technik utrzymuje metal w temperaturze krytycznej, aż nastąpi przemiana.Ten proces obróbki cieplnej wymaga chłodzenia powietrzem po podgrzaniu.

Jako lider w obróbce cieplnej, ProLean Hub oferuje szeroki zakres usług obróbki cieplnej.Nasze zakłady traktują komponenty wszystkich rozmiarów zgodnie z wymagającymi standardami i zapewniają niezawodne, powtarzalne wyniki.Nasze operacje obróbki cieplnej są zarządzane przez jednych z najlepszych inżynierów i techników w branży, posiadających doświadczenie i wiedzę, aby zapewnić niezbędne wsparcie i prawdziwe zrozumienie wymagań naszych klientów.Możesz odwiedzić naszeStrona obróbki cieplnejaby uzyskać więcej informacji, lub możeszporozmawiaj bezpośrednio z jednym z naszych inżynierów.