Ismerje meg, hogyan lehet hőkezeléseket alkalmazni számos fémötvözetre, hogy drasztikusan javítsák a legfontosabb fizikai tulajdonságokat, például a keménységet, a szilárdságot és a megmunkálhatóságot.
Bevezetés
A hőkezelések számos fémötvözeten alkalmazhatók a legfontosabb fizikai tulajdonságok (például keménység, szilárdság vagy megmunkálhatóság) drasztikus javítása érdekében.Ezek a változások az anyag mikroszerkezetének és esetenként kémiai összetételének módosulásai miatt következnek be.
Ezek a kezelések magukban foglalják a fémötvözetek felmelegítését (általában) szélsőséges hőmérsékletre, majd ezt követi a hűtési lépés, ellenőrzött körülmények között.Az anyag felmelegítésének hőmérséklete, ezen a hőmérsékleten tartási idő és a hűtési sebesség mind nagyban befolyásolják a fémötvözet végső fizikai tulajdonságait.
Ebben a cikkben áttekintettük azokat a hőkezeléseket, amelyek a CNC megmunkálásban leggyakrabban használt fémötvözetek esetében relevánsak.Azáltal, hogy leírja ezeknek a folyamatoknak az utolsó alkatrész tulajdonságaira gyakorolt hatását, ez a cikk segít kiválasztani a megfelelő anyagot az alkalmazásokhoz.
Mikor alkalmazzák a hőkezelést
A hőkezelések a gyártási folyamat során a fémötvözeteken alkalmazhatók.A CNC-vel megmunkált alkatrészek esetében a hőkezelést általában az alábbiak szerint alkalmazzák:
CNC megmunkálás előtt: Ha egy szabványos minőségű fémötvözetet kérnek, amely könnyen elérhető, a CNC szolgáltató közvetlenül az adott alapanyagból fogja megmunkálni az alkatrészeket.Gyakran ez a legjobb megoldás az átfutási idők csökkentésére.
CNC megmunkálás után: Egyes hőkezelések jelentősen megnövelik az anyag keménységét, vagy formázás után befejező lépésként használják.Ezekben az esetekben a hőkezelést CNC megmunkálás után alkalmazzák, mivel a nagy keménység csökkenti az anyag megmunkálhatóságát.Például ez bevett gyakorlat a szerszámacél alkatrészek CNC megmunkálásakor.
CNC anyagok általános hőkezelései
Lágyítás, stresszoldó és temperálás
Az izzítás, a temperálás és a feszültségmentesítés magában foglalja a fémötvözet magas hőmérsékletre való melegítését, majd az anyag ezt követő lassú lehűtését, általában levegőn vagy kemencében.Különböznek az anyag felmelegítésének hőmérsékletében és a gyártási folyamat sorrendjében.
Az izzítás során a fémet nagyon magas hőmérsékletre hevítik, majd lassan lehűtik, hogy elérjék a kívánt mikrostruktúrát.A lágyítást általában minden fémötvözeten alkalmazzák az alakítás után és bármilyen további feldolgozás előtt, hogy lágyítsák és javítsák megmunkálhatóságukat.Ha nincs megadva más hőkezelés, a legtöbb CNC-vel megmunkált alkatrész az izzított állapot anyagtulajdonságaival rendelkezik.
A feszültségmentesítés során az alkatrészt magas hőmérsékletre (de alacsonyabb, mint az izzításnál) melegítik, és általában CNC megmunkálás után alkalmazzák a gyártási folyamatból származó maradék feszültségek kiküszöbölésére.Ily módon egyenletesebb mechanikai tulajdonságokkal rendelkező alkatrészek készülnek.
A temperálás során az alkatrészt az izzításnál alacsonyabb hőmérsékletre is felmelegítik, és általában lágyacélok (1045 és A36) és ötvözött acélok (4140 és 4240) hűtése után alkalmazzák, hogy csökkentsék ridegségüket és javítsák mechanikai teljesítményüket.
Kioltás
Az oltás során a fémet nagyon magas hőmérsékletre hevítik, majd egy gyors hűtési lépés következik, általában az anyag olajba vagy vízbe mártásával vagy hideg levegőárammal való kitételével.A gyors hűtés „bezárja” azokat a mikroszerkezeti változásokat, amelyeken az anyag felmelegedéskor megy keresztül, ami nagyon nagy keménységű alkatrészeket eredményez.
Az alkatrészeket általában a gyártási folyamat utolsó lépéseként hűtik ki a CNC megmunkálás után (gondoljunk csak a kovácsokra, akik olajba mártják pengéjüket), mivel a megnövekedett keménység megnehezíti az anyag megmunkálását.
A szerszámacélokat CNC megmunkálás után hűtjük, hogy elérjék nagyon magas felületi keménységüket.Ezt követően temperálási eljárást lehet alkalmazni a kapott keménység szabályozására.Például az A2 szerszámacél keménysége 63-65 Rockwell C hűtést követően, de 42 és 62 HRC közötti keménységig temperálható.A temperálás meghosszabbítja az alkatrész élettartamát, mivel csökkenti a ridegséget (a legjobb eredmény 56-58 HRC keménység esetén érhető el).
Csapadék keményedés (öregedés)
A csapadékos keményedés vagy öregedés két kifejezés, amelyet általában ugyanazon folyamat leírására használnak.A csapadékkeményítés három lépésből áll: az anyagot először magas hőmérsékletre hevítik, majd lehűtik, végül pedig hosszabb ideig alacsonyabb hőmérsékletre hevítik (öregítik).Ez azt eredményezi, hogy a kezdetben különböző összetételű különálló részecskékként megjelenő ötvözetelemek feloldódnak és egyenletesen oszlanak el a fémmátrixban, hasonló módon, mint a cukorkristályok vízben, amikor az oldatot melegítik.
A csapadékos edzés után a fémötvözetek szilárdsága és keménysége drasztikusan megnő.Például a 7075 egy alumíniumötvözet, amelyet általában a repülőgépiparban használnak a rozsdamentes acélhoz hasonló szakítószilárdságú alkatrészek gyártására, miközben a tömegük kevesebb, mint háromszorosa.
Tok keményítése és karburálása
A tokos keményítés a hőkezelések olyan családja, amelynek eredményeként a felületükön nagy keménységű részek keletkeznek, miközben az aláhúzott anyagok lágyak maradnak.Ezt gyakran előnyben részesítik az alkatrész keménységének növelésével szemben (például oltással), mivel a keményebb részek is törékenyebbek.
A karburálás a legelterjedtebb tokkeményítő hőkezelés.Ez magában foglalja a lágy acélok hevítését szénben gazdag környezetben, majd az alkatrész ezt követő hűtését, hogy a szén a fémmátrixban záruljon.Ez az acélok felületi keménységét hasonló módon növeli, mint az eloxálás az alumíniumötvözetek felületi keménységét.
Feladás időpontja: 2022-02-14