Uzziniet, kā termisko apstrādi var pielietot daudziem metālu sakausējumiem, lai krasi uzlabotu galvenās fizikālās īpašības, piemēram, cietību, izturību un apstrādājamību.
Ievads
Termisko apstrādi var pielietot daudziem metālu sakausējumiem, lai krasi uzlabotu galvenās fizikālās īpašības (piemēram, cietību, izturību vai apstrādājamību).Šīs izmaiņas notiek materiāla mikrostruktūras un dažkārt arī ķīmiskā sastāva izmaiņu dēļ.
Šīs apstrādes ietver metālu sakausējumu karsēšanu līdz (parasti) ekstremālām temperatūrām, kam seko atdzesēšana kontrolētos apstākļos.Temperatūra, līdz materiāls tiek uzkarsēts, laiks, kādā tas tiek turēts šajā temperatūrā, un dzesēšanas ātrums lielā mērā ietekmē metāla sakausējuma galīgās fizikālās īpašības.
Šajā rakstā mēs apskatījām termiskās apstrādes metodes, kas attiecas uz CNC apstrādē visbiežāk izmantotajiem metālu sakausējumiem.Aprakstot šo procesu ietekmi uz pēdējās daļas īpašībām, šis raksts palīdzēs jums izvēlēties piemērotāko materiālu jūsu pielietojumam.
Kad tiek veikta termiskā apstrāde
Termisko apstrādi var pielietot metālu sakausējumiem visā ražošanas procesā.CNC apstrādātām detaļām termisko apstrādi parasti izmanto:
Pirms CNC apstrādes: ja tiek pieprasīta standartizēta metāla sakausējuma kategorija, kas ir viegli pieejama, CNC pakalpojumu sniedzējs apstrādās detaļas tieši no šī materiāla.Tas bieži vien ir labākais risinājums, lai samazinātu izpildes laiku.
Pēc CNC apstrādes: Dažas termiskās apstrādes ievērojami palielina materiāla cietību vai tiek izmantotas kā apdares posms pēc formēšanas.Šādos gadījumos termiskā apstrāde tiek veikta pēc CNC apstrādes, jo augsta cietība samazina materiāla apstrādājamību.Piemēram, tā ir standarta prakse, apstrādājot CNC instrumentu tērauda detaļas.
CNC materiālu parastās termiskās apstrādes metodes
Atlaidināšana, stresa mazināšana un rūdīšana
Atlaidināšana, rūdīšana un spriedzes mazināšana ietver metāla sakausējuma karsēšanu līdz augstai temperatūrai un sekojošu materiāla dzesēšanu lēnā ātrumā, parasti gaisā vai krāsnī.Tie atšķiras ar temperatūru, kādā materiāls tiek uzkarsēts, un secību ražošanas procesā.
Atkausējot metālu uzkarsē līdz ļoti augstai temperatūrai un pēc tam lēnām atdzesē, lai sasniegtu vēlamo mikrostruktūru.Atlaidināšanu parasti piemēro visiem metālu sakausējumiem pēc formēšanas un pirms jebkādas turpmākas apstrādes, lai tos mīkstinātu un uzlabotu apstrādājamību.Ja cita termiskā apstrāde nav norādīta, lielākajai daļai CNC apstrādāto detaļu būs atkvēlinātā stāvokļa materiāla īpašības.
Sprieguma mazināšana ietver detaļas karsēšanu līdz augstai temperatūrai (bet zemākai par atlaidināšanu), un to parasti izmanto pēc CNC apstrādes, lai novērstu ražošanas procesa radītos atlikušos spriegumus.Tādā veidā tiek ražotas detaļas ar konsekventākām mehāniskajām īpašībām.
Rūdīšana arī uzsilda detaļu temperatūrā, kas ir zemāka par atlaidināšanu, un to parasti izmanto pēc mīksto tēraudu (1045 un A36) un leģēto tēraudu (4140 un 4240) rūdīšanas (skatīt nākamo sadaļu), lai samazinātu to trauslumu un uzlabotu to mehānisko veiktspēju.
Rūdīšana
Rūdīšana ietver metāla karsēšanu līdz ļoti augstai temperatūrai, kam seko ātra dzesēšanas darbība, parasti iemērcot materiālu eļļā vai ūdenī vai pakļaujot vēsa gaisa straumei.Ātrā dzesēšana “fiksē” mikrostruktūras izmaiņas, kuras materiālam tiek pakļautas uzkarsējot, kā rezultātā veidojas detaļas ar ļoti augstu cietību.
Detaļas parasti tiek rūdītas kā pēdējais ražošanas procesa posms pēc CNC apstrādes (padomājiet par kalējiem, kas iemērc asmeņus eļļā), jo palielināta cietība apgrūtina materiāla apstrādi.
Instrumentu tēraudi tiek rūdīti pēc CNC apstrādes, lai sasniegtu to ļoti augstās virsmas cietības īpašības.Pēc tam var izmantot rūdīšanas procesu, lai kontrolētu iegūto cietību.Piemēram, instrumentu tērauda A2 cietība pēc rūdīšanas ir 63-65 Rokvela C, bet to var atlaidināt līdz cietībai no 42 līdz 62 HRC.Rūdīšana pagarina detaļas kalpošanas laiku, jo samazina trauslumu (labākie rezultāti tiek sasniegti cietībai 56-58 HRC).
Nokrišņu sacietēšana (novecošanās)
Nokrišņu sacietēšana vai novecošana ir divi termini, kurus parasti izmanto, lai aprakstītu vienu un to pašu procesu.Cietināšana ar nokrišņiem ir trīspakāpju process: materiālu vispirms karsē augstā temperatūrā, pēc tam atdzesē un visbeidzot karsē līdz zemākai temperatūrai ilgu laiku (novecot).Tas liek sakausējuma elementiem, kas sākotnēji parādās kā atsevišķas dažāda sastāva daļiņas, izšķīst un vienmērīgi sadalīties metāla matricā, līdzīgi kā cukura kristāli izšķīst ūdenī, kad šķīdumu karsē.
Pēc nokrišņu sacietēšanas metālu sakausējumu stiprība un cietība krasi palielinās.Piemēram, 7075 ir alumīnija sakausējums, ko parasti izmanto aviācijas un kosmosa rūpniecībā, lai ražotu detaļas ar stiepes izturību, kas ir salīdzināma ar nerūsējošo tēraudu, bet tā svars ir mazāks par 3 reizēm.
Korpusa sacietēšana un karburēšana
Korpusa sacietēšana ir termiskās apstrādes saime, kuras rezultātā detaļas ir ar augstu cietību, bet pasvītrojuma materiāli paliek mīksti.Tam bieži tiek dota priekšroka, nevis detaļas cietības palielināšana visā tās tilpumā (piemēram, rūdīšana), jo cietākas daļas ir arī trauslākas.
Karburēšana ir visizplatītākā rūdīšanas termiskā apstrāde.Tas ietver vieglu tēraudu karsēšanu ar oglekli bagātā vidē un sekojošu daļas dzēšanu, lai bloķētu oglekli metāla matricā.Tas palielina tēraudu virsmas cietību līdzīgi kā anodēšana palielina alumīnija sakausējumu virsmas cietību.
Izlikšanas laiks: 14. februāris 2022