Siit saate teada, kuidas saab paljudele metallisulamitele kuumtöötlust rakendada, et oluliselt parandada peamisi füüsikalisi omadusi, nagu kõvadus, tugevus ja töödeldavus.
Sissejuhatus
Kuumtöötlust saab rakendada paljudele metallisulamitele, et oluliselt parandada peamisi füüsikalisi omadusi (nt kõvadus, tugevus või töödeldavus).Need muutused toimuvad materjali mikrostruktuuri ja mõnikord ka keemilise koostise muutuste tõttu.
Need töötlused hõlmavad metallisulamite kuumutamist (tavaliselt) äärmuslike temperatuurideni, millele järgneb kontrollitud tingimustes jahutamine.Materjali kuumutamise temperatuur, sellel temperatuuril hoidmise aeg ja jahutuskiirus mõjutavad suuresti metallisulami lõplikke füüsikalisi omadusi.
Selles artiklis vaatasime läbi kuumtöötlused, mis on olulised CNC-töötluses kõige sagedamini kasutatavate metallisulamite puhul.Kirjeldades nende protsesside mõju viimase osa omadustele, aitab see artikkel teil valida oma rakenduste jaoks sobiva materjali.
Millal kasutatakse kuumtöötlust
Metallisulamitele saab kuumtöötlust rakendada kogu tootmisprotsessi vältel.CNC-töödeldud osade puhul kasutatakse tavaliselt kuumtöötlust kas:
Enne CNC-töötlemist: kui taotletakse metallisulami standardset klassi, mis on kergesti kättesaadav, töötleb CNC-teenuse pakkuja osad otse sellest varumaterjalist.See on sageli parim valik tarneaja lühendamiseks.
Pärast CNC-töötlust: Mõned kuumtöötlused suurendavad oluliselt materjali kõvadust või kasutatakse neid viimistlusetapina pärast vormimist.Nendel juhtudel rakendatakse kuumtöötlust pärast CNC-töötlust, kuna kõrge kõvadus vähendab materjali töödeldavust.Näiteks on see tavapraktika tööriista terasdetailide CNC-töötlemisel.
Levinud CNC materjalide kuumtöötlus
Lõõmutamine, stressi leevendamine ja karastamine
Lõõmutamine, karastamine ja pingevabastus hõlmavad metallisulami kuumutamist kõrgele temperatuurile ja sellele järgnevat materjali aeglast jahutamist, tavaliselt õhus või ahjus.Need erinevad materjali kuumutamise temperatuuri ja tootmisprotsessi järjestuse poolest.
Lõõmutamisel kuumutatakse metalli väga kõrge temperatuurini ja seejärel jahutatakse aeglaselt, et saavutada soovitud mikrostruktuur.Lõõmutamist rakendatakse tavaliselt kõikidele metallisulamitele pärast vormimist ja enne edasist töötlemist, et neid pehmendada ja töödeldavust parandada.Kui muud kuumtöötlust pole määratud, on enamikul CNC-ga töödeldud osadel lõõmutatud oleku materjaliomadused.
Pinge leevendamine hõlmab detaili kuumutamist kõrgele temperatuurile (kuid madalamale kui lõõmutamine) ja seda kasutatakse tavaliselt pärast CNC-töötlust, et kõrvaldada tootmisprotsessist tekkivad jääkpinged.Nii saadakse ühtlasemate mehaaniliste omadustega osi.
Karastamisel kuumutatakse osa ka lõõmutamisest madalamal temperatuuril ning seda kasutatakse tavaliselt pärast pehmete teraste (1045 ja A36) ja legeerteraste (4140 ja 4240) jahutamist (vt järgmist jaotist), et vähendada nende haprust ja parandada nende mehaanilist jõudlust.
Kustutamine
Jahutamine hõlmab metalli kuumutamist väga kõrgele temperatuurile, millele järgneb kiire jahutamisetapp, tavaliselt kastes materjali õlisse või vette või jättes kokku jaheda õhuvoolu.Kiire jahutamine “lukustab” materjali kuumutamisel toimuvad muutused mikrostruktuuris, mille tulemuseks on väga kõrge kõvadusega osad.
Osad karastatakse tavaliselt tootmisprotsessi viimase etapina pärast CNC-töötlust (mõelge sellele, et sepad kastavad oma terad õlisse), kuna suurenenud kõvadus muudab materjali töötlemise raskemaks.
Tööriistaterased karastatakse pärast CNC-töötlust, et saavutada nende väga kõrge pinnakõvadus.Saadud kõvaduse kontrollimiseks võib seejärel kasutada karastamisprotsessi.Näiteks tööriistaterase A2 kõvadus on pärast karastamist 63–65 Rockwell C, kuid seda saab karastada kõvaduseni vahemikus 42–62 HRC.Karastamine pikendab detaili kasutusiga, kuna vähendab rabedust (parimad tulemused saavutatakse kõvadusel 56-58 HRC).
Sademete kõvenemine (vananemine)
Sademete kõvenemine või vananemine on kaks terminit, mida tavaliselt kasutatakse sama protsessi kirjeldamiseks.Sademekarastamine on kolmeastmeline protsess: materjali kuumutatakse esmalt kõrgel temperatuuril, seejärel kustutatakse ja lõpuks kuumutatakse pikka aega madalamal temperatuuril (vanandamine).See põhjustab sulamielementide, mis tunduvad algselt erineva koostisega diskreetsete osakestena, lahustumise ja jaotumise metallimaatriksis ühtlaselt, samamoodi nagu suhkrukristallid lahustuvad vees lahuse kuumutamisel.
Pärast sademetega kõvenemist suureneb metallisulamite tugevus ja kõvadus drastiliselt.Näiteks 7075 on alumiiniumisulam, mida tavaliselt kasutatakse kosmosetööstuses, et valmistada osi, mille tõmbetugevus on võrreldav roostevaba terasega, kuid mille kaal on vähem kui kolm korda suurem.
Korpuse karastamine ja karburiseerimine
Korpuse karastamine on kuumtöötluse perekond, mille tulemuseks on kõrge kõvadusega osad, samal ajal kui allajoonitud materjalid jäävad pehmeks.Sageli eelistatakse seda detaili kõvaduse suurendamisele kogu mahu ulatuses (näiteks karastamise teel), kuna kõvemad osad on ka rabedamad.
Karburiseerimine on kõige levinum korpuse kõvenemise kuumtöötlus.See hõlmab pehmete teraste kuumutamist süsinikurikkas keskkonnas ja sellele järgnevat detaili kustutamist, et lukustada süsinik metallmaatriksis.See suurendab teraste pinnakõvadust sarnaselt nagu anodeerimine suurendab alumiiniumisulamite pinna kõvadust.
Postitusaeg: 14.02.2022