Procesul de tratament termic metalic
Procesul de tratament termic include, în general, trei procese de încălzire, conservare a căldurii și răcire și, uneori, doar două procese de încălzire și răcire. Aceste procese sunt interconectate și neîntrerupte.
Încălzirea este unul dintre pașii importanți în tratamentul termic. Există multe metode de încălzire pentru tratamentul termic metalic, cel mai devreme este utilizarea cărbunelui și a cărbunelui ca surse de căldură și apoi aplicarea combustibililor lichizi și gazoși. Aplicarea energiei electrice face încălzirea ușor de controlat și fără contaminarea mediului. Aceste surse de căldură pot fi încălzite direct sau indirect prin săruri topite sau metale sau chiar particule plutitoare.
Când metalul este încălzit și piesa de prelucrat este expusă la aer, oxidarea și decarburizarea tind să apară (adică conținutul de carbon al suprafeței de oțel este redus), ceea ce are un efect foarte advers asupra proprietăților de suprafață ale părților prelucrate. tratament termic. Prin urmare, metalele ar trebui, în general, să fie încălzite într-o atmosferă controlată sau protectoare, sare topită și vid și pot fi, de asemenea, protejate prin metode de acoperire sau ambalare.
Temperatura de încălzire este unul dintre parametrii importanți ai procesului în procesul de tratament termic. Selectarea și controlul temperaturii de încălzire sunt principalele probleme pentru a asigura calitatea tratamentului termic. Temperatura de încălzire variază în funcție de materialul metalic care urmează să fie prelucrat și de scopul tratamentului termic, dar este, în general, încălzit peste temperatura de tranziție a fazei pentru a obține. În plus, transformarea durează un anumit timp, astfel încât atunci când suprafața piesei de prelucrat metalice atinge temperatura de încălzire necesară, trebuie să fie la această temperatură. Păstrați-l pentru o anumită perioadă de timp, astfel încât temperatura din interior și din exterior să fie consecventă, iar microstructura să fie complet schimbată. Această perioadă de timp se numește timpul de deținere. Atunci când se utilizează încălzire cu densitate mare de energie și tratament termic de suprafață,
Răcirea este, de asemenea, un pas indispensabil în procesul de tratament termic. Metoda de răcire variază în funcție de proces, iar rata de răcire este controlată în principal. În general, rata de răcire a recoacerii este cea mai lentă, în timp ce rata de răcire a normalizării este mai rapidă, iar rata de răcire a stingerii este mai rapidă. Dar există, de asemenea, cerințe diferite în funcție de tipul de oțel. De exemplu, oțelul de întărire a aerului poate fi întărit la aceeași rată de răcire ca și normalizarea.
Procesul de tratament termic metalic poate fi împărțit în tratament termic general, tratament termic de suprafață, tratament termic local și tratament termic chimic. În funcție de mediul de încălzire diferit, temperatura de încălzire și metoda de răcire, fiecare tip poate fi împărțit în mai multe procese diferite de tratament termic. Același metal poate obține microstructuri prin diferite procese de tratament termic, deci are proprietăți diferite. Oțelul este utilizat pe scară largă în industrie, iar microstructura oțelului este, de asemenea, foarte complexă, astfel încât tehnologia de tratare termică a oțelului este variată.
Tratamentul termic general este un proces de tratament termic metalic în care piesa de prelucrat este încălzită în ansamblu și apoi răcită într-un ritm adecvat pentru a-și schimba proprietățile mecanice generale. Există patru procese de bază pentru tratamentul termic general al oțelului: recoacere, normalizare, stingere și temperare.
Recoacere → Încălzirea piesei de prelucrat la o temperatură adecvată, timp de deținere diferit în funcție de dimensiunea materialului și a piesei de prelucrat și apoi răcire lentă (viteza de răcire este cea mai lentă), scopul este de a face structura internă a metalului să ajungă sau aproape de starea de echilibru, astfel încât să se obțină performanțe și performanțe bune ale procesului. sau să pregătească structura pentru stingerea ulterioară.
Normalizarea → Încălzirea piesei de prelucrat la o temperatură adecvată și apoi răcirea acesteia în aer, efectul normalizării este similar cu cel al recoacerii, dar structura obținută este mai fină. Este adesea folosit pentru a îmbunătăți performanța de tăiere a materialelor și este uneori folosit ca tratament termic final pentru unele părți mai puțin solicitante.
Stingerea → După ce piesa de prelucrat este încălzită și menținută caldă, este răcită rapid într-un mediu de stingere, cum ar fi apă, ulei sau alte săruri anorganice și soluții apoase organice. După stingerea oțelului devine greu, dar în același timp fragil. Fragilitatea foii de oțel, foaia de oțel călită este păstrată la o temperatură adecvată peste temperatura camerei, dar sub 710 ° C pentru o lungă perioadă de timp și apoi răcită. Acest proces se numește temperare. Recoacerea, normalizarea, stingerea și temperarea sunt "cele patru incendii" din tratamentul termic general. Printre acestea, stingerea și temperarea sunt strâns legate și adesea nu sunt folosite împreună.
"Cele patru incendii" au evoluat în diferite procese de tratament termic, temperaturi diferite de încălzire și metode de răcire. Pentru a obține o anumită rezistență și duritate, procesul de stingere și temperare la temperaturi ridicate se numește temperare. Unele aliaje sunt călite pentru a forma soluții solide suprasaturate și sunt ținute la temperatura camerei sau puțin mai mari pentru perioade lungi de timp pentru a crește duritatea, rezistența sau proprietățile electromagnetice ale aliajului. Acest proces de tratament termic se numește tratament de îmbătrânire. Metoda de combinare a deformării de lucru sub presiune și a tratamentului termic obține în mod eficient și îndeaproape o bună rezistență și duritate a piesei de prelucrat. Tratamentul termic se numește tratament termic de deformare. Tratamentul termic în atmosferă de presiune negativă sau vid se numește tratament termic în vid. Nu numai că poate face piesa de prelucrat să nu fie oxidată și decarburizată, să păstreze suprafața piesei de prelucrat curată, să îmbunătățească performanța piesei de prelucrat, ci și să efectueze un tratament termic chimic printr-un penetrant.
Tratamentul termic de suprafață este un proces de tratament termic metalic care încălzește doar suprafața piesei de prelucrat pentru a-și schimba proprietățile mecanice de suprafață. Pentru a încălzi doar stratul de suprafață al piesei de prelucrat fără a permite prea multă căldură să intre în interiorul piesei de prelucrat, sursa de căldură utilizată trebuie să aibă o densitate mare de energie, adică să dea o cantitate mare de energie termică pe unitatea de suprafață a piesei de prelucrat, astfel încât suprafața sau o parte a piesei de prelucrat să poată fi încălzită într-un timp scurt sau momentan. ajunge la temperaturi ridicate. Principalele metode de tratament termic de suprafață sunt tratamentul termic cu laser, stingerea cu flacără și tratamentul termic de încălzire prin inducție, surse de căldură comune, cum ar fi flăcările, cum ar fi acetilena de oxigen sau propanul de oxigen, curentul indus, fasciculul laser și electronilor etc.
Tratamentul termic chimic este un proces de tratament termic metalic care modifică compoziția chimică, structura și proprietățile suprafeței piesei de prelucrat. Diferența dintre tratamentul termic chimic și tratamentul termic de suprafață este că acesta din urmă modifică compoziția chimică a suprafeței piesei de prelucrat. Tratamentul termic chimic este de a încălzi și de a păstra piesa de prelucrat într-un mediu care conține carbon, azot sau alte elemente de aliere (gaz, lichid, solid), astfel încât suprafața piesei de prelucrat este infiltrată cu carbon, azot, bor, crom și alte elemente. După infiltrarea elementelor, se efectuează uneori alte procese de tratament termic, cum ar fi stingerea și temperarea. Principalele metode de tratament termic chimic sunt carburarea, nitrurarea, carburarea metalelor și carburarea compusă.
Tratamentul termic este unul dintre procesele importante în fabricarea pieselor mecanice și a matrițelor. În general, poate garanta și îmbunătăți diverse proprietăți ale piesei de prelucrat, cum ar fi rezistența la uzură, rezistența la coroziune etc. De asemenea, poate îmbunătăți structura și starea de stres a martorului pentru a facilita diverse prelucrări la cald și la rece.
De exemplu, fonta albă poate fi recoaptă pentru o lungă perioadă de timp pentru a obține fontă maleabilă pentru a-și îmbunătăți plasticitatea. Angrenajul adoptă procesul corect de tratament termic, iar durata de viață poate fi de câteva ori sau de zeci de ori mai lungă decât cea a uneltelor neîncălzite; în plus, oțelul carbon low-cost are proprietățile unor oțeluri aliate prin infiltrarea unor elemente din aliaj, care pot înlocui unele oțeluri aliate rezistente la căldură. Oțel, oțel inoxidabil; aproape toate matrițele necesită tratament termic înainte de a putea fi utilizate.
