Η θερμική επεξεργασία μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλά κράματα μετάλλων για να βελτιώσει σημαντικά τις βασικές σωματικές ιδιότητες όπως η σκληρότητα, η δύναμη, ή η κατασκευασιμότητα. Αυτές οι αλλαγές οφείλονται στις αλλαγές στη μικροδομή, μερικές φορές που οφείλεται στις αλλαγές στη χημική σύνθεση του υλικού.
Αυτές οι επεξεργασίες περιλαμβάνουν τις ακραίες θερμοκρασίες κραμάτων μετάλλων θέρμανσης (συνήθως) και έπειτα ψύξη τους υπό τις ελεγχόμενες συνθήκες. Η θερμοκρασία στην οποία το υλικό θερμαίνεται, ο χρόνος να διατηρηθεί η θερμοκρασία, και το ποσοστό ψύξης έχουν επιπτώσεις πολύ στις τελικές σωματικές ιδιότητες του κράματος μετάλλων.
Σε αυτό το έγγραφο, αναθεωρούμε τη θερμική επεξεργασία σχετική με τα κράματα μετάλλων που χρησιμοποιούνται ο συνηθέστερα CNC στην κατεργασία. Με την περιγραφή του αντίκτυπου αυτών των διαδικασιών στις τελικές ιδιότητες μερών, αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να επιλέξετε τα σωστά υλικά για την αίτησή σας.
Πότε για να διευθύνει τη θερμική επεξεργασία
Η θερμική επεξεργασία μπορεί να εφαρμοστεί στα κράματα μετάλλων σε όλη τη διαδικασία παραγωγής. Για επεξεργασμένα στη μηχανή τα CNC μέρη, η θερμική επεξεργασία ισχύει γενικά σε:
Πριν από CNC την επεξεργασία: Όταν τα έτοιμα τυποποιημένα κράματα μετάλλων απαιτούνται, CNC οι φορείς παροχής υπηρεσιών θα επεξεργαστούν άμεσα τα μέρη από τα υλικά αποθεμάτων. Αυτό είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή για να κοντύνει τη χρονική ανοχή.
Μετά από CNC που επεξεργάζεται στη μηχανή: Μερικές θερμικές επεξεργασίες αυξάνουν σημαντικά τη σκληρότητα του υλικού ή χρησιμοποιούνται όπως βήματα λήξης μετά από να διαμορφώσουν. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η θερμική επεξεργασία πραγματοποιείται μετά από CNC την επεξεργασία, επειδή η υψηλή σκληρότητα θα μειώσει την κατασκευασιμότητα των υλικών. Παραδείγματος χάριν, αυτό είναι η συνήθης πρακτική για CNC επεξεργαμένος τα μέρη χάλυβα εργαλείων στη μηχανή.
Κοινή θερμική επεξεργασία CNC των υλικών: ανόπτηση, ανακούφιση πίεσης και μετρίαση
Ανοπτώντας, μετριάζοντας, και η πίεση που ανακουφίζει όλων περιλαμβάνει τη θέρμανση ενός κράματος μετάλλων σε έναν υψηλής θερμοκρασίας και έπειτα αργά την ψύξη του υλικού, συνήθως στον αέρα ή σε έναν φούρνο. Διαφέρουν στη θερμοκρασία στην οποία το υλικό θερμαίνεται και στη διαταγή στην οποία κατασκευάζεται.
Κατά τη διάρκεια της ανοπτώντας διαδικασίας, το μέταλλο θερμαίνεται πολύ σε έναν υψηλής θερμοκρασίας και έπειτα αργά δροσίζεται για να λάβει την επιθυμητή μικροδομή. Η ανόπτηση εφαρμόζεται συνήθως σε όλα τα κράματα μετάλλων μετά από να διαμορφώσει και πριν από περαιτέρω επεξεργασία για να τους μαλακώσει και να βελτιώσει την κατασκευασιμότητά τους. Εάν καμία άλλη θερμική επεξεργασία δεν διευκρινίζεται, μεγαλύτερα επεξεργασμένα στη μηχανή CNC μέρη θα έχουν τις υλικές ιδιότητες στο ανοπτημένο κράτος.
Η ανακούφιση πίεσης περιλαμβάνει τα μέρη θέρμανσης υψηλής θερμοκρασίας (αλλά χαμηλότερος από ανοπτώντας), ο οποίος χρησιμοποιούνται συνήθως μετά από CNC επεξεργαμένος στη μηχανή για να αποβάλουν την υπόλοιπη πίεση που παράγεται κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Κατά αυτόν τον τρόπο, τα μέρη με τις συνεπέστερες μηχανικές ιδιότητες μπορούν να παραχθούν.
Η μετρίαση θερμαίνει επίσης τα μέρη σε μια θερμοκρασία χαμηλότερη από την ανοπτώντας θερμοκρασία, που χρησιμοποιείται συνήθως μετά από να αποσβήσει του χάλυβα χαμηλού άνθρακα (1045 και A36) και του χάλυβα κραμάτων (4140 και 4240) για να μειώσει την εφθραυστότητά τους και να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητές τους.
αποσβήστε
Η απόσβεση περιλαμβάνει τη θέρμανση του μετάλλου πολύ σε έναν υψηλής θερμοκρασίας και έπειτα γρήγορα την ψύξη του, συνήθως με τη βύθιση του υλικού στο έλαιο ή το νερό ή την έκθεση του σε ένα ρεύμα κρύου αέρα. Η γρήγορη ψύξη «κλειδώνει» τις αλλαγές μικροδομής που εμφανίζονται όταν θερμαίνονται τα υλικά, με συνέπεια την εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα των μερών.
Τα μέρη αποσβήνονται συνήθως ως τελευταίο βήμα της διαδικασίας παραγωγής μετά από CNC την επεξεργασία (σκεφτείτε το σιδηρουργό που βυθίζει τη λεπίδα στο πετρέλαιο), επειδή η αύξηση στη σκληρότητα καθιστά το υλικό δυσκολότερο να επεξεργαστεί.
Ο χάλυβας εργαλείων αποσβήνεται μετά από CNC επεξεργαμένος στη μηχανή για να λάβει τα εξαιρετικά υψηλά χαρακτηριστικά σκληρότητας επιφάνειας. Η προκύπτουσα σκληρότητα μπορεί έπειτα να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας τη μετριάζοντας διαδικασία. Παραδείγματος χάριν, ο χάλυβας εργαλείων A2 έχει μια σκληρότητα 63-65 Rockwell Γ μετά από να αποσβήσει, αλλά μπορεί να μετριαστεί σε μια σκληρότητα μεταξύ 42-62 HRC. Η μετρίαση μπορεί να παρατείνει τη ζωή υπηρεσιών των μερών, επειδή η μετρίαση μπορεί να μειώσει την εφθραυστότητα (το καλύτερο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί όταν η σκληρότητα είναι 56-58 HRC).
Σκλήρυνση πτώσης
Η πτώση που σκληραίνει ή που γερνά είναι δύο όροι που χρησιμοποιούνται συνήθως για να περιγράψουν την ίδια διαδικασία. Η πτώση που σκληραίνει είναι μια σε τρία στάδια διαδικασία: κατ' αρχάς, το υλικό θερμαίνεται σε έναν υψηλής θερμοκρασίας, κατόπιν αποσβήνεται, και θερμαίνεται τελικά σε μια χαμηλή θερμοκρασία για πολύ καιρό (γηράσκων). Αυτό οδηγεί στη διάλυση των στοιχείων κραμάτων υπό μορφή ιδιαίτερων μορίων των διαφορετικών συστατικών και της ομοιόμορφης διανομής τους στη μήτρα μετάλλων, ακριβώς όπως τα κρύσταλλα ζάχαρης διαλύουν στο νερό κατά τη θέρμανση της λύσης.
Μετά από την πτώση που σκληραίνει, η δύναμη και η σκληρότητα των κραμάτων μετάλλων αυξάνονται γρήγορα. Παραδείγματος χάριν, 7075 είναι ένα κράμα αργιλίου, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως στην αεροδιαστημική βιομηχανία για να κατασκευάσει τα μέρη με την εκτατή δύναμη ισοδύναμη με το ανοξείδωτο, και το βάρος του είναι λιγότερο από 3 φορές. Ο ακόλουθος πίνακας επεξηγεί την επίδραση της πτώσης που σκληραίνει στο αλουμίνιο 7075:
Όχι όλα τα μέταλλα μπορούν να είναι υποβαλλόμενα σε θερμοθεραπεία κατά αυτόν τον τρόπο, αλλά τα συμβατά υλικά θεωρούνται υπερκράματα και είναι κατάλληλα για πολύ τις εφαρμογές υψηλής επίδοσης. Τα πιό κοινά σκληραίνοντας που χρησιμοποιούνται κράματα πτώσης CNC συνοψίζονται ως εξής:
Περίπτωση που σκληραίνει και που ανθρακιάζει
Η περίπτωση που σκληραίνει είναι μια σειρά θερμικής επεξεργασίας, η οποία μπορεί να κάνει την επιφάνεια των μερών να έχει την υψηλή σκληρότητα ενώ τα υπογραμμισμένα υλικά υπολείμματα μαλακά. Αυτό είναι συνήθως προτιμητέο στην αυξανόμενη σκληρότητα μερών σε όλο τον όγκο (π.χ. με την απόσβεση), δεδομένου ότι τα σκληρότερα μέρη είναι επίσης πιό εύθραυστα.
Η ανθρακοποίηση είναι η πιό κοινή σκληραίνοντας θερμική επεξεργασία περίπτωσης. Περιλαμβάνει το low-carbon χάλυβα θέρμανσης σε ένα πλούσιο περιβάλλον άνθρακα, και έπειτα απόσβεση των μερών για να κλειδώσει τον άνθρακα στη μήτρα μετάλλων. Αυτό αυξάνει τη σκληρότητα επιφάνειας του χάλυβα, ακριβώς όπως αυξήσεις υποβολής σε ανοδική οξείδωση η σκληρότητα επιφάνειας των κραμάτων αργιλίου.
Πώς να διευκρινίσει τη θερμική επεξεργασία στη διαταγή σας:
Όταν τοποθετείτε μια CNC διαταγή, μπορείτε να ζητήσετε τη θερμική επεξεργασία με τρεις τρόπους:
Αναφερθείτε στα πρότυπα κατασκευής: πολλές θερμικές επεξεργασίες είναι τυποποιημένες και ευρέως χρησιμοποιημένες. Παραδείγματος χάριν, οι δείκτες T6 στα κράματα αργιλίου (6061-T6, 7075-T6, κ.λπ.) δείχνουν ότι το υλικό σκληραίνει την πτώση.
Διευκρινίστε την απαραίτητη σκληρότητα: Αυτό είναι μια κοινή μέθοδος για τη θερμική επεξεργασία και τη σκλήρυνση περίπτωσης των χαλύβων εργαλείων. Αυτό θα εξηγήσει στον κατασκευαστή τη θερμική επεξεργασία που απαιτείται μετά από CNC την κατεργασία. Παραδείγματος χάριν, για το χάλυβα εργαλείων D2, μια σκληρότητα 56-58 HRC απαιτείται συνήθως.
Διευκρινίστε τον κύκλο θερμικής επεξεργασίας: όταν οι λεπτομέρειες της απαραίτητης θερμικής επεξεργασίας είναι γνωστές, αυτές οι τη λεπτομέρειες μπορούν να κοινοποιηθούν στον προμηθευτή κατά τοποθέτηση μιας διαταγής. Αυτό επιτρέπει σε σας για να τροποποιήσει τις υλικές ιδιότητες της εφαρμογής συγκεκριμένα. Φυσικά, αυτό απαιτεί την προηγμένη μεταλλουργική γνώση.
Εμπειροτεχνική μέθοδος
1. Μπορείτε να διευκρινίσετε τη θερμική επεξεργασία στη CNC διαταγή επεξεργασίας αναφορικά με στα συγκεκριμένα υλικά, που παρέχουν τις απαιτήσεις σκληρότητας ή που περιγράφουν τον κύκλο επεξεργασίας.
2. Επιλέξτε τα σκληραίνοντας κράματα πτώσης (όπως το Al 6061-T6, το Al 7075-T6 και το SS 17-4) για τις πιό απαιτητικές εφαρμογές επειδή έχουν πολύ υψηλής αντοχής και τη σκληρότητα.
3. Όταν είναι απαραίτητο να βελτιωθεί η σκληρότητα μέσα σε ολόκληρο τον όγκο μερών, η απόσβεση προτιμάται, και μόνο η επιφάνεια που σκληραίνει (ανθρακοποίηση) πραγματοποιείται στην επιφάνεια μερών για να αυξήσει τη σκληρότητα.