Tepelné zpracování

Tepelné zpracování přesných vytavitelných odlitků je technologie zpracování kovů k řízenému ohřevu a chlazení kovů za účelem změny jejich mechanických a fyzikálních vlastností beze změny tvaru produktu. Tato technika zahrnuje použití ohřevu nebo chlazení, obvykle na extrémní teploty, k dosažení požadovaného výsledku, jako je - zpevnění nebo změkčení kovu. Některé z běžných technik tepelného zpracování zahrnují žíhání, cementování, popouštění a kalení. Pojem tepelné zpracování se ve skutečnosti vztahuje pouze na procesy, kde se zahřívání a chlazení provádí za základním cílem záměrné změny vlastností. Zahřívání a chlazení se však někdy vyskytují jako vedlejší fáze jiných výrobních metod, jako je tváření za tepla nebo svařování.

Tepelné zpracování, primárně spojené se zvýšením pevnosti materiálu, může být také použito ke změně určitých výrobních cílů, jako je zlepšené obrábění, zlepšená tvarovatelnost a obnovení tažnosti po operaci tváření za studena. Jedná se tedy o velmi usnadňující výrobní proces, který může nejen pomoci jiným výrobním metodám, ale může také zlepšit výkonnost produktu zvýšením pevnosti nebo jiných žádoucích vlastností.

Tepelné zpracování

Typ nemovitosti
Čtyři základní typy procesů tepelného zpracování, které se dnes používají, jsou žíhání, normalizace, kalení a temperování.
Techniky používané v každé metodě a jejich vztah k ocelářským pracovníkům jsou uvedeny níže:

žíhání
Obecně je žíhání opakem kalení. Kovy se žíhají, aby se uvolnilo vnitřní pnutí, změkčily se, staly se tažnějšími a aby se zjemnila jejich struktura zrna. Žíhání zahrnuje zahřátí kovu na určitou teplotu, jeho udržování na této teplotě po určitou dobu a následné ochlazení kovu na pokojovou teplotu. Proces chlazení závisí na kovu a požadovaných vlastnostech. Některé kovy jsou chlazeny v peci, zatímco jiné mohou být chlazeny pohřbením do popela, vápna nebo jiných izolačních materiálů.

Svařování vytváří oblasti, které mají roztavený kov vedle jiných oblastí, které mají pokojovou teplotu. Jak se svar ochlazuje, dochází k vnitřnímu pnutí spolu s křehkostí a tvrdými místy. Svařování může ve skutečnosti oslabit kov. Žíhání je pouze jednou z technik používaných pro nápravu těchto problémů.

Tepelné zpracování

Normalizace
Typ tepelného zpracování použitelného pouze pro železné kovy, normalizace se liší od žíhání v tom, že kov je zahřátý na vyšší teplotu, která je pak odstraněna z pece pro chlazení vzduchem.

Základním cílem normalizace je odstranit vnitřní pnutí způsobená tepelným zpracováním, svařováním, odléváním, kováním, tvářením nebo obráběním. Není-li řízeno, může stres způsobit selhání kovu; proto by před kalením oceli měla být nejprve normalizována, aby se dosáhlo požadovaných výsledků. Obecně platí, že nízkouhlíkové oceli nevyžadují normalizaci; pokud jsou však normalizovány, nezpůsobují žádné škodlivé účinky. Obvykle se odlitky místo normalizace žíhají; některé odlitky však vyžadují normalizaci.

Normalizované oceli jsou pevnější a tvrdší než oceli žíhané. V normalizovaném stavu je ocel mnohem pevnější než v jakémkoli jiném konstrukčním stavu. Díly vystavené nárazu a ty, které vyžadují maximální houževnatost s odolností vůči vnějšímu namáhání, jsou obecně normalizovány. Při normalizaci má hmotnost kovu vliv na rychlost ochlazování a na výslednou strukturu. Tenké kusy chladnou rychleji a jsou po normalizaci pevnější než silné.

Kalení
Kovové kalení spočívá v zahřátí oceli na určitou teplotu a následném rychlém ochlazení ponořením do oleje, solanky nebo vody. Většina ocelí vyžaduje rychlé ochlazení (kalení) pro kalení, avšak některé lze se stejnými výsledky ochlazovat vzduchem. Ačkoli kalení zvyšuje tvrdost a pevnost oceli, činí ji méně tažnou. Obvykle platí, že čím je ocel tvrdší, tím je křehčí. Aby se odstranila část křehkosti, měla by být ocel po kalení popuštěna.

Mnoho neželezných kovů lze kalit a pevnost lze zvýšit řízeným ohřevem a rychlým ochlazením. V tomto případě se proces nazývá tepelné zpracování, místo kalení.

Tvrzení
Po vytvrzení je ocel obecně tvrdší, než je požadováno, a je příliš křehká pro většinu praktických aplikací. Kromě toho se při rychlém ochlazování z vytvrzovací teploty nastavují vnitřní pnutí na zádi. Aby se uvolnilo vnitřní pnutí a snížila se křehkost, měla by být ocel po vytvrzení popuštěna. Proces temperování zahrnuje zahřátí oceli na určitou teplotu (pod její teplotu kalení), její udržení na této teplotě po určitou dobu a následné ochlazení, obvykle vhánění vzduchu. Konečná tvrdost, pevnost a tažnost závisí na teplotě, na kterou se ocel při popouštění zahřeje.

Primárně se popouštění provádí pro snížení křehkosti způsobené kalením a pro vytvoření specifických fyzikálních vlastností oceli. Kalení vždy následuje po procesu kalení, nikdy mu nepředchází. Kromě snížení křehkosti pomáhá temperování při měknutí oceli. Tomu se nelze vyhnout a ztráta tvrdosti závisí na teplotě, na kterou se ocel zahřívá během procesu popouštění.

Popouštění se vždy provádí při teplotách pod nízkým kritickým bodem oceli. V tomto ohledu se popouštění liší od žíhání, normalizace a kalení, kde jsou teploty nad horním kritickým bodem.

Možnosti tepelného zpracování v Ningbo Investment Casting Co., Ltd
Přesné zatavovací lití společnosti Ningbo zatavovací lití nabízí široký výběr způsobů tepelného zpracování. S dlouhodobým profesionálním partnerem pro tepelné zpracování můžeme poskytnout níže uvedené metody tepelného zpracování s nízkými náklady:

1. Normalizace: Zahřívání polotovarů vytavitelných odlitků na nebo nad kritickou teplotu a udržování po určitou dobu, chlazení na vzduchu, aby se získala perlitická tkáň. Cílem normalizace je zlepšit mechanické vlastnosti nízkouhlíkové oceli, zlepšit schopnost řezného procesu, zjemnit zrnitost, odstranit tkáňové defekty a připravit se na další tepelné zpracování. Normalizace je vhodnější pro vytavitelné odlitky z uhlíkové oceli a tlusté, velké a složité vytavitelné odlitky z legované oceli.

2. Žíhání: Způsob tepelného zpracování, při kterém se investiční odlitky na chvíli zahřejí na správnou teplotu a poté se pomalu ochladí. Žíhání se používá především ke snížení tvrdosti, zlepšení plasticity pro další obrábění a snížení zbytkového pnutí u investičních odlitků.

3. Temperování: Zlepšuje tažnost, odolnost proti praskání, kujnost a houževnatost výrobků. Řízeným přihříváním jsme schopni rychle snížit křehkost investičních odlitků.

4. Kalení: Kalení je proces rychlého chlazení vytavitelných odlitků. To se nejčastěji provádí za účelem vytvoření martenzitické transformace. U železných slitin to často vytváří tvrdší kov, zatímco neželezné slitiny obvykle změknou než normálně. Pro vytvrzení kalením se musí odlitky (obvykle ocel nebo litina) zahřát nad horní kritickou teplotu a poté rychle zchladit.

Pozor: Většina odlitků z neželezných kovů, jako jsou slitiny mědi, hliníku nebo niklu, a některé odlitky z vysoce legované oceli, jako jsou vytavitelné odlitky z austenitické nerezové oceli (304, 316), mají opačný efekt, když jsou kaleny: změkčit. Austenitické nerezové oceli na vytavitelné odlitky musí být ochlazeny, aby se staly plně odolnými vůči korozi, protože výrazně ztvrdnou.

5. Nauhličovací úprava: Nauhličování je proces směrování uhlíkového prvku do povrchu vytavitelných odlitků. Výrazně zlepší povrchovou tvrdost a odolnost proti opotřebení změnou uhlíkového složení produktů, ale stále si zachová nízkou tvrdost uvnitř.

6. Popouštění a kalení: Proces kombinovaného tepelného zpracování kalením a vysokým popouštěním investičních odlitků. Tento způsob tepelného zpracování se běžně používá ke zlepšení povrchové i vnitřní tvrdosti přesných vytavitelných odlitků. Zejména u těch náhradních opotřebitelných dílů.

7. Case Hardening: Také označované jako povrchové kalení, tato metoda infunduje kalicí prvky do povrchu investičních odlitků, čímž se vytvoří další ochranná vrstva.

Výše jsou uvedeny hlavní způsoby tepelného zpracování pro investiční odlitky. Tepelné zpracování se provádí především podle aplikace vytavitelných odlitků. Pokud nejste obeznámeni s tepelným zpracováním, neváhejte nás kontaktovat, náš technik navrhne správný způsob, pokud vaše produkty tuto službu vyžadují.

Kontaktujte nás na adrese sales@nbinvestmentcasting.com jakmile budete potřebovat naši službu tepelného zpracování.