Toplotna obdelava

Toplotna obdelava natančnih ulitkov je tehnologija obdelave kovin za nadzorovano segrevanje in hlajenje kovin za spreminjanje njihovih mehanskih in fizikalnih lastnosti brez spreminjanja oblike izdelka. Tehnika vključuje uporabo segrevanja ali hlajenja, običajno na ekstremne temperature, za doseganje želenega rezultata, kot je - utrjevanje ali mehčanje kovine. Nekatere običajne tehnike toplotne obdelave vključujejo žarjenje, utrjevanje, kaljenje in gašenje. Pravzaprav se izraz toplotna obdelava uporablja samo za postopke, pri katerih se segrevanje in hlajenje izvajata za osnovni cilj namernega spreminjanja lastnosti. Ogrevanje in hlajenje pa se včasih pojavita kot naključni fazi drugih proizvodnih metod, kot sta vroče preoblikovanje ali varjenje.

Primarno povezana s povečanjem trdnosti materiala, se lahko toplotna obdelava uporablja tudi za spremembo določenih proizvodnih ciljev, kot so izboljšana obdelava, izboljšana oblikovnost in obnovitev duktilnosti po operaciji hladne obdelave. Zato je zelo omogočen proizvodni proces, ki ne more pomagati le drugim proizvodnim metodam, ampak lahko tudi izboljša učinkovitost izdelka s povečanjem trdnosti ali drugih želenih lastnosti.

Toplotna obdelava

Vrste
Štiri osnovne vrste procesov toplotne obdelave, ki se danes uporabljajo, so žarjenje, normalizacija, utrjevanje in kaljenje.
Tehnike, uporabljene pri vsaki metodi, in njihov odnos do jeklarskih delavcev so navedene spodaj:

žarjenje
Na splošno je žarjenje nasprotje utrjevanju. Kovine žarijo, da razbremenijo notranje napetosti, jih zmehčajo, naredijo bolj duktilne in izboljšajo njihovo zrnato strukturo. Žaljenje obsega segrevanje kovine na določeno temperaturo, zadrževanje pri tej temperaturi določen čas in nato ohlajanje kovine na sobno temperaturo. Postopek hlajenja je odvisen od kovine in želenih lastnosti. Nekatere kovine se hladijo v peči, druge pa lahko ohladimo tako, da jih zakopljemo v pepel, apno ali druge izolacijske materiale.

Pri varjenju nastanejo območja, ki imajo staljeno kovino poleg drugih območij, ki so pri sobni temperaturi. Ko se zvar ohladi, se pojavi notranja napetost skupaj s krhkostjo in trdimi točkami. Varjenje lahko v resnici oslabi kovino. Žarjenje je le ena od tehnik, ki se uporablja za odpravljanje teh težav.

Toplotna obdelava

Normaliziranje
Vrsta toplotne obdelave, ki velja samo za železne kovine, normalizacija se od žarjenja razlikuje po tem, da se kovina segreje na višjo temperaturo, ki se nato odstrani iz peči za zračno hlajenje.

Osnovni cilj normalizacije je odstraniti notranje napetosti, ki nastanejo pri toplotni obdelavi, varjenju, litju, kovanju, oblikovanju ali strojni obdelavi. Če stres ni nadzorovan, lahko povzroči okvaro kovine; zato ga je treba pred kaljenjem jekla najprej normalizirati, da dobimo želene rezultate. Na splošno nizkoogljična jekla ne zahtevajo normalizacije; če pa so normalizirani, ne povzročajo nobenih škodljivih učinkov. Običajno se ulitki žarijo, namesto da se normalizirajo; vendar nekateri odlitki zahtevajo normalizacijo.

Normalizirana jekla so močnejša in trša od žarjenih jekel. V normaliziranem stanju je jeklo veliko trdnejše kot v katerem koli drugem strukturnem stanju. Deli, ki so izpostavljeni udarcem, in tisti, ki zahtevajo največjo žilavost z odpornostjo na zunanje obremenitve, so praviloma normalizirani. Pri normalizaciji masa kovine vpliva na hitrost hlajenja in na nastalo strukturo. Tanki kosi se ohladijo hitreje in so po normalizaciji trdnejši od debelih.

Utrjevanje
Obdelava s kaljenjem kovin sestoji iz segrevanja jekla na določeno temperaturo in nato hitrega hlajenja s potapljanjem v olje, slanico ali vodo. Večina jekel zahteva hitro hlajenje (kaljenje) za utrjevanje, nekaj pa jih je mogoče zračno ohlajati z enakimi rezultati. Čeprav kaljenje poveča trdoto in trdnost jekla, ga naredi manj duktilno. Običajno je jeklo trše, bolj krhko postane. Da bi odstranili del krhkosti, je treba jeklo po utrjevanju popustiti.

Številne neželezne kovine je mogoče utrditi in povečati trdnost z nadzorovanim segrevanjem in hitrim hlajenjem. V tem primeru se postopek imenuje toplotna obdelava, namesto utrjevanja.

Taljenje
Po utrjevanju je jeklo na splošno trše, kot je potrebno, in je preveč krhko za večino praktičnih aplikacij. Poleg tega se med hitrim hlajenjem od temperature utrjevanja vzpostavijo notranje napetosti na krmi. Za razbremenitev notranjih napetosti in za zmanjšanje krhkosti je treba jeklo po utrjenem kaljenju. Postopek kaljenja je sestavljen iz segrevanja jekla na določeno temperaturo (pod temperaturo strjevanja), zadrževanja pri tej temperaturi določen čas in nato hlajenja, na splošno vdihavanje zraka. Končna trdota, trdnost in duktilnost so odvisne od temperature, na katero se jeklo segreje med kaljenjem.

Kaljenje se izvaja predvsem za zmanjšanje krhkosti, ki jo daje kaljenje, in za ustvarjanje specifičnih fizikalnih lastnosti jekla. Kaljenje vedno sledi procesu utrjevanja in nikoli ne pred njim. Kaljenje poleg zmanjšanja krhkosti pomaga pri mehčanju jekla. To je neizogibno, količina izgubljene trdote pa je odvisna od temperature, na katero se jeklo segreva v procesu kaljenja.

Kaljenje se vedno izvaja pri temperaturah pod nizko kritično točko jekla. V tem pogledu se kaljenje razlikuje od žarjenja, normalizacije in utrjevanja, kjer so temperature nad zgornjo kritično točko.

Zmogljivosti toplotne obdelave v podjetju Ningbo Investment Casting Co., Ltd
Precision Investment Casting podjetja Ningbo Investment Casting ponuja širok izbor načinov storitev toplotne obdelave. Z dolgoročnim profesionalnim partnerjem za toplotno obdelavo vam lahko zagotovimo spodnje metode toplotne obdelave z nizkimi stroški:

1. Normalizacija: Ogrevanje surovcev za ulivanje na ali nad temperaturo kritične točke in vzdrževanje določenega časa, hlajenje na zraku, da dobimo perlitno tkivo. Cilj normalizacije je izboljšati mehanske lastnosti nizkoogljičnega jekla, izboljšati sposobnost rezalnega procesa, izboljšati velikost zrn, odstraniti okvare tkiva in pripraviti na nadaljnjo toplotno obdelavo. Normalizacija je bolj primerna za ulitke iz konstruiranega ogljikovega jekla in debele, velike in kompleksne ulitke iz legiranega jekla.

2. Žarjenje: nekakšna metoda toplotne obdelave, ki za nekaj časa segreje ulitke na ustrezno temperaturo in se počasi ohlaja. Žaljenje se uporablja predvsem za znižanje trdote, izboljšanje plastičnosti za nadaljnjo obdelavo in zmanjšanje preostale napetosti ulitkov.

3. Kaljenje: Izboljša duktilnost, odpornost na razpoke, kovnost in žilavost izdelkov. Z nadzorovanim ponovnim segrevanjem lahko hitro zmanjšamo krhkost ulitkov.

4. Gašenje: Kaljenje je postopek hitrega hlajenja ulitkov. To se najpogosteje naredi za proizvodnjo martenzitne transformacije. Pri železovih zlitinah bo to pogosto povzročilo tršo kovino, medtem ko bodo neželezne zlitine običajno postale mehkejše od običajnih. Za utrjevanje z gašenjem je treba ulitke (običajno jeklene ali litega železa) segreti nad zgornjo kritično temperaturo in jih nato hitro ohladiti.

Pozor: Vendar pa večina ulitkov iz barvnih kovin, kot so zlitine bakra, aluminija ali niklja, in nekateri ulitki iz visoko legiranega jekla, kot so ulitki iz avstenitnega nerjavnega jekla (304, 316), povzročijo nasproten učinek, ko se pogasijo: zmehčati. Ulitke iz avstenitnega nerjavnega jekla je treba pogasiti, da postanejo popolnoma odporni proti koroziji, saj se znatno utrdijo.

5. Obdelava z naogljičenjem: Naogljičenje je postopek usmerjanja ogljikovega elementa na površino ulitkov. S spremembo sestave ogljika izdelkov bo močno izboljšala trdoto površine in odpornost proti obrabi, vendar v notranjosti ohranila nizko trdoto.

6. Kaljenje in utrjevanje: Sestavljen postopek toplotne obdelave z gašenjem in visokim kaljenjem ulitkov za vlaganje. Ta način toplotne obdelave se običajno uporablja za izboljšanje površinske in notranje trdote natančnih ulitkov. Še posebej za te nadomestne obrabne dele.

7. Utrjevanje ohišja: Ta metoda se imenuje tudi površinsko utrjevanje. Ta metoda vnese utrjevalne elemente na površino ulitkov, s čimer se zagotovi dodatna zaščitna plast.

Zgoraj so navedeni glavni načini toplotne obdelave za ulitke. Toplotna obdelava se izvaja predvsem glede na uporabo vložkov. Če niste seznanjeni s toplotno obdelavo, nas kontaktirajte, naš inženir vam bo predlagal pravi način, če vaši izdelki potrebujejo to storitev.

Pišite nam na sales@nbinvestmentcasting.com ko boste potrebovali našo storitev toplotne obdelave.