Isıl İşlem

Hassas döküm parçalarının ısıl işlemi, ürünün şeklini değiştirmeden mekanik ve fiziksel özelliklerini değiştirmek için metallerin kontrollü ısıtılması ve soğutulmasını içeren bir metal işleme teknolojisidir. Bu teknik, genellikle aşırı sıcaklıklara kadar ısıtma veya soğutma yoluyla, metalin sertleştirilmesi veya yumuşatılması gibi istenen bir sonucu elde etmeyi içerir. Isıl işlemin yaygın tekniklerinden bazıları tavlama, yüzey sertleştirme, temperleme ve su verme işlemidir. Aslında, ısıl işlem terimi yalnızca ısıtma ve soğutmanın, özellikleri kasıtlı olarak değiştirme temel amacı için yapıldığı süreçler için geçerlidir. Bununla birlikte, ısıtma ve soğutma bazen sıcak şekillendirme veya kaynak gibi diğer üretim yöntemlerinin tesadüfi aşamaları olarak da gerçekleşir.

Esas olarak malzemenin mukavemetini artırmakla ilişkilendirilen ısıl işlem, işleme kolaylığını artırma, şekillendirilebilirliği iyileştirme ve soğuk işleme sonrası sünekliği geri kazandırma gibi bazı üretim hedeflerini değiştirmek için de kullanılabilir. Bu nedenle, diğer üretim yöntemlerine yardımcı olmakla kalmayıp, mukavemeti veya diğer istenen özellikleri artırarak ürün performansını da iyileştirebilen çok etkili bir üretim sürecidir.

Günümüzde kullanılan dört temel ısıl işlem türü şunlardır: Tavlama, Normalleştirme, Sertleştirme ve Temperleme.

Her yöntemde kullanılan teknikler ve bunların çelik işçileriyle ilişkisi aşağıda verilmiştir:

Genel olarak, tavlama, sertleştirmenin tersidir. Metaller, iç gerilimleri gidermek, yumuşatmak, daha sünek hale getirmek ve tane yapılarını iyileştirmek için tavlanır. Tavlama, bir metalin belirli bir sıcaklığa ısıtılması, bu sıcaklıkta belirli bir süre tutulması ve ardından metalin oda sıcaklığına soğutulmasından oluşur. Soğutma işlemi, metale ve istenen özelliklere bağlıdır. Bazı metaller fırında soğutulurken, diğerleri kül, kireç veya diğer yalıtım malzemelerine gömülerek soğutulabilir.

Kaynak işlemi, erimiş metalin bulunduğu bölgelerin yanında oda sıcaklığında olan bölgeler oluşturur. Kaynak soğudukça, iç gerilimler, kırılganlık ve sert noktalar meydana gelir. Kaynak işlemi, metali zayıflatabilir. Tavlama, bu sorunları düzeltmek için kullanılan tekniklerden sadece biridir.

Sadece demirli metallere uygulanabilen bir ısıl işlem türü olan normalleştirme, tavlamadan farklı olarak metalin daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılması ve ardından hava ile soğutulmak üzere fırından çıkarılması işlemidir.

Normalleştirmenin temel amacı, ısıl işlem, kaynak, döküm, dövme, şekillendirme veya işleme sonucu oluşan iç gerilimleri ortadan kaldırmaktır. Kontrol altına alınmadığı takdirde gerilim metalde kırılmaya yol açabilir; bu nedenle, çeliği sertleştirmeden önce istenen sonuçları elde etmek için önce normalleştirme işlemi uygulanmalıdır. Genellikle düşük karbonlu çelikler normalleştirme gerektirmez; ancak normalleştirilirlerse herhangi bir zararlı etkiye neden olmazlar. Genellikle dökümler normalleştirme yerine tavlama işlemine tabi tutulur; ancak bazı dökümler normalleştirme gerektirir.

Normalleştirilmiş çelikler, tavlanmış çeliklere göre daha güçlü ve daha serttir. Normalleştirilmiş halde çelik, diğer yapısal hallerine göre çok daha sağlamdır. Darbeye maruz kalan parçalar ve dış strese karşı maksimum tokluk ve direnç gerektiren parçalar genellikle normalleştirilir. Normalleştirmede, metalin kütlesi soğuma hızını ve ortaya çıkan yapıyı etkiler. İnce parçalar daha hızlı soğur ve normalleştirmeden sonra kalın parçalara göre daha sağlam olur.

Metal sertleştirme işlemi, çeliğin belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılması ve ardından yağ, tuzlu su veya suya daldırılarak hızla soğutulmasından oluşur. Çeliklerin çoğu sertleştirme için hızlı soğutma (sertleştirme) gerektirirken, bazıları aynı sonuçlarla hava ile soğutulabilir. Sertleştirme, çeliğin sertliğini ve mukavemetini artırsa da, onu daha az sünek hale getirir. Genellikle, çelik ne kadar sert olursa, o kadar kırılgan olur. Kırılganlığın bir kısmını gidermek için, çelik sertleştirmeden sonra temperlenmelidir.

Birçok demir dışı metal, kontrollü ısıtma ve hızlı soğutma ile sertleştirilebilir ve mukavemeti artırılabilir. Bu durumda, işleme sertleştirme yerine ısıl işlem denir.

Sertleştirme işleminden sonra çelik genellikle gerekenden daha sert olur ve çoğu pratik uygulama için çok kırılgan hale gelir. Ayrıca, sertleştirme sıcaklığından hızlı soğuma sırasında ciddi iç gerilimler oluşur. İç gerilimleri gidermek ve kırılganlığı azaltmak için çelik, sertleştirildikten sonra tavlanmalıdır. Tavlama işlemi, çeliği belirli bir sıcaklığa (sertleştirme sıcaklığının altında) ısıtmayı, bu sıcaklıkta belirli bir süre tutmayı ve ardından genellikle hava ile soğutmayı içerir. Son sertlik, mukavemet ve süneklik, çeliğin tavlama sırasında ısıtıldığı sıcaklığa bağlıdır.

Öncelikle, temperleme işlemi sertleştirmenin kazandırdığı kırılganlığı azaltmak ve çelikte belirli fiziksel özellikler oluşturmak için yapılır. Temperleme her zaman sertleştirme işleminden sonra yapılır, asla önce yapılmaz. Kırılganlığı azaltmanın yanı sıra, temperleme çeliğin yumuşamasına da yardımcı olur. Bu kaçınılmazdır ve kaybedilen sertlik miktarı, çeliğin temperleme işlemi sırasında ısıtıldığı sıcaklığa bağlıdır.

Tavlama işlemi her zaman çeliğin alt kritik noktasının altındaki sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Bu açıdan tavlama, sıcaklıkların üst kritik noktanın üzerinde olduğu tavlama, normalleştirme ve sertleştirme işlemlerinden farklıdır.

Ningbo Hassas Döküm Bürosu, geniş bir yelpazede ısıl işlem hizmeti sunmaktadır. Uzun vadeli profesyonel ısıl işlem ortağımız sayesinde, aşağıdaki ısıl işlem yöntemlerini düşük maliyetle sağlayabiliyoruz:

1. Normalleştirme: Düşük karbonlu çeliğin mekanik özelliklerini iyileştirmek, kesme işlemini daha verimli hale getirmek, tane boyutunu inceltmek, doku kusurlarını gidermek ve daha sonraki ısıl işlemlere hazırlamak amacıyla, döküm kalıplarını kritik nokta sıcaklığına veya üzerine ısıtıp belirli bir süre bu sıcaklıkta tutarak havada soğutma işlemi yapılır. Normalizasyon, mühendislik ürünü karbon çelik dökümler ve kalın, büyük ve karmaşık alaşımlı çelik dökümler için daha uygundur.

2. Tavlama: Isıl işlem yöntemlerinden biri olan tavlama, döküm parçalarının belirli bir sıcaklıkta bir süre ısıtılıp yavaşça soğutulmasıdır. Tavlama esas olarak sertliği düşürmek, daha sonraki işleme için plastisiteyi iyileştirmek ve döküm parçalarının artık gerilimini azaltmak için kullanılır.

3. Tavlama: Ürünlerin sünekliğini, çatlama direncini, dövülebilirliğini ve tokluğunu artırır. Kontrollü yeniden ısıtma sayesinde, hassas dökümlerin kırılganlığını hızla azaltabiliyoruz.

4. Su verme: Su verme, hassas dökümlerin hızlı bir şekilde soğutulması işlemidir. Bu işlem çoğunlukla martensit dönüşümü elde etmek için yapılır. Demir alaşımlarında bu genellikle daha sert bir metal üretirken, demir dışı alaşımlar genellikle normalden daha yumuşak hale gelir. Su verme yoluyla sertleştirme için, hassas dökümler (genellikle çelik veya dökme demir) üst kritik sıcaklığın üzerine ısıtılmalı ve ardından hızlı bir şekilde soğutulmalıdır.

Dikkat: Ancak, bakır, alüminyum veya nikel alaşımları gibi demir dışı metal dökümlerin çoğu ve östenitik paslanmaz çelik hassas dökümler (304, 316) gibi bazı yüksek alaşımlı çelik dökümler, su verilerek sertleştirildiklerinde ters bir etki gösterirler: yumuşarlar. Östenitik paslanmaz çelik hassas dökümlerin korozyona karşı tamamen dayanıklı hale gelmesi için su verilerek sertleştirilmeleri gerekir, çünkü bu dökümler önemli ölçüde sertleşir.

5. Karbonlama İşlemi: Karbürleme, karbon elementinin hassas döküm parçalarının yüzeyine yönlendirilmesi işlemidir. Bu işlem, ürünlerin karbon bileşimini değiştirerek yüzey sertliğini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırırken, iç kısımdaki düşük sertliği de korur.

6. Tavlama ve Sertleştirme: Hassas döküm parçalarının sertleştirme ve yüksek sıcaklıkta temperleme ile gerçekleştirilen bileşik ısıl işlem süreci. Bu tür ısıl işlem yöntemi, özellikle aşınmaya dayanıklı yedek parçalar için, hassas döküm parçalarının hem yüzey hem de iç sertliğini artırmak amacıyla kullanılır.

7. Yüzey Sertleştirme: Yüzey sertleştirme olarak da adlandırılan bu yöntem, döküm parçalarının yüzeyine sertleştirici elementler enjekte ederek ekstra bir koruma katmanı sağlar.

Yukarıda, hassas dökümler için başlıca ısıl işlem yöntemleri listelenmiştir. Isıl işlem, esas olarak hassas dökümlerin kullanım alanına göre gerçekleştirilir. Isıl işlem konusunda bilgi sahibi değilseniz, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin; ürünleriniz bu hizmeti gerektiriyorsa mühendisimiz size doğru yöntemi önerecektir.

Bizimle iletişime geçin sales@nbinvestmentcasting.com Isıl işlem hizmetimize ihtiyaç duyduğunuzda.