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 οφειλόμενες στις αλλαγές στη μικροδομή και μερικές φορές στις αλλαγές στη χημική σύνθεση του υλικού.
Αυτές οι επεξεργασίες περιλαμβάνουν των ακραίων θερμοκρασιών κραμάτων μετάλλων (συνήθως) που ακολουθούνται τη θέρμανση με την ψύξη 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 ο συνηθέστερα χρησιμοποιημένα κράματα μετάλλων CNC στην κατεργασία. Με την περιγραφή του αντίκτυπου αυτών των διαδικασιών στις τελικές ιδιότητες μερών, αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να επιλέξετε το σωστό υλικό για την αίτησή σας.
Πότε η θερμική επεξεργασία θα πραγματοποιηθεί
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 που επεξεργάζεται στη μηχανή: όταν πρέπει να παρασχεθούν τα έτοιμα τυποποιημένα κράματα μετάλλων βαθμού, CNC οι φορείς παροχής υπηρεσιών θα επεξεργαστούν άμεσα τα μέρη από τα υλικά καταλόγων. 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 εκτελείται μετά από CNC την κατεργασία, επειδή η υψηλή σκληρότητα μειώνει την κατασκευασιμότητα του υλικού. Παραδείγματος χάριν, αυτό είναι η συνήθης πρακτική όταν CNC επεξεργαμένος τα μέρη χάλυβα εργαλείων στη μηχανή.
Κοινή θερμική επεξεργασία CNC των υλικών: ανόπτηση, ανακούφιση πίεσης και μετρίαση
Η ανακούφιση όλες ανόπτησης, μετρίασης και πίεσης περιλαμβάνει τη θέρμανση του 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 της τάξεως της διαδικασίας παραγωγής.
Κατά τη διάρκεια της ανόπτησης, 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 το workability 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 τη θέρμανση των μερών υψηλής θερμοκρασίας (αλλά χαμηλότερος από ανοπτώντας), ο οποίος χρησιμοποιούνται συνήθως μετά από CNC επεξεργαμένος στη μηχανή για να αποβάλουν την υπόλοιπη πίεση που παράγεται στη διαδικασία παραγωγής. Αυτό μπορεί να παραγάγει τα μέρη με τις συνεπέστερες μηχανικές ιδιότητες.
Η μετρίαση θερμαίνει επίσης τα μέρη σε μια θερμοκρασία χαμηλότερη από την ανοπτώντας θερμοκρασία. 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 του και να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητές του.
αποσβήστε
Η απόσβεση περιλαμβάνει τη θέρμανση του μετάλλου πολύ σε έναν υψηλής θερμοκρασίας, ακολουθούμενος με τη γρήγορη ψύξη, 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 θερμαίνεται το υλικό, με συνέπεια την εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα των μερών.
Τα μέρη αποσβήνονται συνήθως μετά από CNC επεξεργαμένος στη μηχανή ως τελευταίο βήμα της διαδικασίας παραγωγής (σκεφτείτε το σιδηρουργό που βυθίζει τη λεπίδα στο πετρέλαιο), επειδή η αύξηση στη σκληρότητα καθιστά το υλικό δυσκολότερο να επεξεργαστεί.
Οι χάλυβες εργαλείων αποσβήνονται μετά από CNC επεξεργαμένος στη μηχανή για να λάβουν τα εξαιρετικά υψηλά χαρακτηριστικά σκληρότητας επιφάνειας. Η προκύπτουσα σκληρότητα μπορεί έπειτα να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας μια μετριάζοντας διαδικασία. Παραδείγματος χάριν, η σκληρότητα του χάλυβα εργαλείων A2 μετά από να αποσβήσει είναι 63-65 Rockwell Γ, 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 (τα καλύτερα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν όταν η σκληρότητα είναι 56-58 HRC).
Σκλήρυνση πτώσης (γήρανση)
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 (γήρανση) για πολύ καιρό. Αυτό οδηγεί στη διάλυση και την ομοιόμορφη διανομή των στοιχείων ανάμιξης αρχικά υπό μορφή ιδιαίτερων μορίων των διαφορετικών συνθέσεων στη μήτρα μετάλλων, ακριβώς όπως τα κρύσταλλα ζάχαρης διαλύουν στο νερό όταν θερμαίνεται η λύση.
Μετά από την πτώση που σκληραίνει, η δύναμη και η σκληρότητα του κράματος μετάλλων αυξάνονται αισθητά. 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 αυτήν του ανοξείδωτου, και το βάρος του είναι λιγότερο από 3 φορές. Ο ακόλουθος πίνακας επεξηγεί την επίδραση της πτώσης που σκληραίνει στο αργίλιο 7075:
Όχι όλα τα μέταλλα μπορούν να είναι υποβαλλόμενα σε θερμοθεραπεία κατά αυτόν τον τρόπο, αλλά τα συμβατά υλικά θεωρούνται ως 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 υλικά υπολείμματα υπογράμμισης μαλακά. Αυτό είναι γενικά καλύτερο από αυξάνοντας τη σκληρότητα του μέρους πέρα από τον ολόκληρο όγκο (π.χ., με την απόσβεση) επειδή το σκληρότερο μέρος είναι επίσης πιό εύθραυστο.
Η ανθρακοποίηση είναι η πιό κοινή σκληραίνοντας θερμική επεξεργασία περίπτωσης. Περιλαμβάνει το χάλυβα χαμηλού άνθρακα 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 του κράματος αργιλίου.
