Termička obrada se odnosi na termički proces u kojem se materijal zagrijava, održava i hladi zagrijavanjem u čvrstom stanju kako bi se postigla željena organizacija i svojstva.
I. Toplotna obrada
1, Normalizacija: čelik ili čelični komadi zagrijani do kritične tačke AC3 ili ACM iznad odgovarajuće temperature održavaju se određeni vremenski period nakon hlađenja na zraku, kako bi se dobio perlitni tip organizacije procesa termičke obrade.
2, Žarenje: eutektički čelični radni komad zagrijan na AC3 iznad 20-40 stepeni, nakon držanja određeno vrijeme, pri čemu se peć polako hladi (ili zakopava u pijesak ili kreč za hlađenje) na 500 stepeni ispod hlađenja u procesu termičke obrade na zraku.
3, Termička obrada čvrstog rastvora: legura se zagrijava na visokotemperaturno područje jednofazne konstantne temperature radi održavanja, tako da se višak faze potpuno rastvori u čvrstom rastvoru, a zatim se brzo hladi da bi se dobio proces termičke obrade prezasićenog čvrstog rastvora.
4, Starenje: Nakon termičke obrade u čvrstom rastvoru ili hladne plastične deformacije legure, kada se legura stavi na sobnu temperaturu ili drži na nešto višoj temperaturi od sobne temperature, fenomen njenih svojstava se mijenja s vremenom.
5, Obrada čvrstim rastvorom: tako da se legura u različitim fazama potpuno rastvori, ojača čvrsti rastvor i poboljša žilavost i otpornost na koroziju, eliminiše naprezanje i omekšavanje, kako bi se nastavila obrada kalupljenja.
6, Tretman starenjem: zagrijavanje i držanje na temperaturi taloženja ojačavajuće faze, tako da se taloženje ojačavajuće faze istaloži, očvrsne i poboljša čvrstoća.
7, Kaljenje: austenitizacija čelika nakon hlađenja odgovarajućom brzinom hlađenja, tako da radni komad u poprečnom presjeku ima sve ili određeni raspon nestabilne organizacijske strukture, kao što je martenzitna transformacija tokom procesa termičke obrade.
8, Popuštanje: kaljeni radni komad će se zagrijavati do kritične tačke AC1 ispod odgovarajuće temperature tokom određenog vremenskog perioda, a zatim hladiti u skladu sa zahtjevima metode, kako bi se dobila željena organizacija i svojstva procesa termičke obrade.
9, Karbonitriranje čelika: Karbonitriranje je proces koji istovremeno infiltrira ugljik i dušik u površinski sloj čelika. Uobičajeno karbonitriranje, poznato i kao cijanid, se šire koristi kao srednjetemperaturno plinsko karbonitriranje i niskotemperaturno plinsko karbonitriranje (tj. plinsko nitrokarburiziranje). Glavna svrha srednjetemperaturnog plinskog karbonitriranja je poboljšanje tvrdoće, otpornosti na habanje i zamorne čvrstoće čelika. Niskotemperaturno plinsko karbonitriranje, zasnovano na nitriranju, ima za cilj poboljšanje otpornosti čelika na habanje i otpornosti na grizenje.
10, Kaljenje i otpuštanje: opći običaj je kaljenje i otpuštanje na visokim temperaturama u kombinaciji s termičkom obradom poznatom kao tretman otpuštanja. Tretman otpuštanja se široko koristi u raznim važnim strukturnim dijelovima, posebno onima koji rade pod naizmjeničnim opterećenjima klipnjača, vijaka, zupčanika i osovina. Otpuštanje nakon tretmana otpuštanja daje popuštenu sohnitnu organizaciju, čija su mehanička svojstva bolja od iste tvrdoće normalizirane sohnitne organizacije. Njegova tvrdoća ovisi o temperaturi otpuštanja na visokim temperaturama, stabilnosti čelika pri otpuštanju i veličini poprečnog presjeka obratka, obično između HB200-350.
11, Lemljenje: kod lemljenja će se koristiti dvije vrste obradaka za zagrijavanje, topljenje i spajanje, te proces termičke obrade.
II.Tkarakteristike procesa
Termička obrada metala jedan je od važnih procesa u mašinskoj proizvodnji. U poređenju s drugim procesima obrade, termička obrada uglavnom ne mijenja oblik obratka i ukupni hemijski sastav, već mijenja unutrašnju mikrostrukturu obratka ili mijenja hemijski sastav površine obratka, dajući ili poboljšavajući upotrebna svojstva obratka. Karakteriše je poboljšanje suštinskog kvaliteta obratka, što uglavnom nije vidljivo golim okom. Da bi se metalni obratak napravio sa potrebnim mehaničkim, fizičkim i hemijskim svojstvima, pored razumnog izbora materijala i različitih procesa oblikovanja, često je neophodan i proces termičke obrade. Čelik je najčešće korišteni materijal u mašinskoj industriji. Mikrostruktura čelika je složena i može se kontrolisati termičkom obradom, tako da je termička obrada čelika glavni sadržaj termičke obrade metala. Pored toga, aluminijum, bakar, magnezijum, titan i druge legure također se mogu termički obraditi kako bi se promijenila njihova mehanička, fizička i hemijska svojstva, kako bi se dobile različite performanse.
III.Ton proces
Proces termičke obrade obično uključuje zagrijavanje, zadržavanje i hlađenje u tri koraka, a ponekad samo zagrijavanje i hlađenje u dva koraka. Ovi procesi su međusobno povezani i ne mogu se prekidati.
Zagrijavanje je jedan od važnih procesa termičke obrade. Za termičku obradu metala koristi se mnogo metoda zagrijavanja, od kojih je najranija upotreba drvenog uglja i uglja kao izvora topline, a nedavno se primjenjuju tečna i gasovita goriva. Primjena električne energije olakšava kontrolu zagrijavanja i ne zagađuje okoliš. Korištenje ovih izvora topline može se koristiti za direktno zagrijavanje, ali i za indirektno zagrijavanje putem rastopljene soli ili metala, do plutajućih čestica.
Zagrijavanjem metala, radni komad je izložen zraku, što dovodi do oksidacije i čestog dekarburiziranja (tj. smanjenja sadržaja ugljika na površini čeličnih dijelova), što ima vrlo negativan utjecaj na površinska svojstva termički obrađenih dijelova. Stoga, metal obično treba biti u kontroliranoj atmosferi ili zaštitnoj atmosferi, zagrijavanjem rastopljenom soli i vakuumom, ali i korištenjem zaštitnih premaza ili metoda pakiranja.
Temperatura zagrijavanja je jedan od važnih procesnih parametara procesa termičke obrade, a odabir i kontrola temperature zagrijavanja su glavni faktori osiguranja kvaliteta termičke obrade. Temperatura zagrijavanja varira u zavisnosti od obrađenog metalnog materijala i svrhe termičke obrade, ali se generalno zagrijava iznad temperature faznog prelaza da bi se postigla visoka temperatura. Pored toga, transformacija zahtijeva određeno vrijeme, tako da kada površina metalnog obratka dostigne potrebnu temperaturu zagrijavanja, ona se mora održavati na toj temperaturi određeni vremenski period, tako da unutrašnja i vanjska temperatura budu ujednačene i da se završi transformacija mikrostrukture, što se naziva vrijeme zadržavanja. Korištenjem zagrijavanja visoke gustoće energije i površinske termičke obrade, brzina zagrijavanja je izuzetno brza i generalno nema vremena zadržavanja, dok je kod hemijske termičke obrade vrijeme zadržavanja često duže.
Hlađenje je također neizostavan korak u procesu termičke obrade, a metode hlađenja se razlikuju zbog različitih procesa, uglavnom radi kontrole brzine hlađenja. Općenito, žarenje ima najsporiju brzinu hlađenja, normalizacija je brža, a kaljenje je još brže. Međutim, zbog različitih vrsta čelika i njihovih različitih zahtjeva, na primjer, čelik kaljen na zraku može se kaliti istom brzinom hlađenja kao i normalizacija.
IV.Pklasifikacija procesa
Proces termičke obrade metala može se grubo podijeliti na cjelokupnu termičku obradu, površinsku termičku obradu i hemijsku termičku obradu u tri kategorije. U zavisnosti od grijača, temperature zagrijavanja i metode hlađenja, svaka kategorija se može podijeliti u nekoliko različitih procesa termičke obrade. Isti metal, korištenjem različitih procesa termičke obrade, može dobiti različite strukture, te stoga imati različita svojstva. Željezo i čelik su najčešće korišteni metali u industriji, a mikrostruktura čelika je ujedno i najsloženija, pa postoji niz procesa termičke obrade čelika.
Ukupna termička obrada je ukupno zagrijavanje obratka, a zatim hlađenje odgovarajućom brzinom, kako bi se postigla potrebna metalurška organizacija, s ciljem promjene njegovih ukupnih mehaničkih svojstava metala procesom termičke obrade. Ukupna termička obrada čelika uključuje četiri osnovna procesa: grubo žarenje, normalizaciju, kaljenje i otpuštanje.
Proces znači:
Žarenje je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu, ovisno o materijalu i veličini obratka, korištenjem različitih vremena zadržavanja, a zatim polagano hlađenje. Cilj je postići unutrašnju organizaciju metala kako bi se postiglo ili približilo ravnotežnom stanju, postigle dobre procesne performanse i performanse ili dodatno kaljenje radi organizacije pripreme.
Normalizacija je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu nakon hlađenja na zraku. Učinak normalizacije je sličan žarenju, samo što se postiže finija organizacija. Često se koristi za poboljšanje performansi rezanja materijala, ali se ponekad koristi i za neke manje zahtjevne dijelove kao završna toplinska obrada.
Kaljenje je proces zagrijavanja i izolacije radnog komada u vodi, ulju ili drugim neorganskim solima, organskim vodenim rastvorima i drugim medijima za kaljenje radi brzog hlađenja. Nakon kaljenja, čelični dijelovi postaju tvrdi, ali istovremeno i krhki. Da bi se krhkost blagovremeno uklonila, obično je potrebno blagovremeno temperiranje.
Kako bi se smanjila krhkost čeličnih dijelova, oni se kale na odgovarajućoj temperaturi, višoj od sobne temperature i nižoj od 650 ℃, tokom dužeg perioda izolacije, a zatim hlade. Ovaj proces se naziva popuštanje. Žarenje, normalizacija, kaljenje i popuštanje su procesi termičke obrade u "četiri vatre", gdje su kaljenje i popuštanje usko povezani i često se koriste zajedno, što je neophodno. "Četiri vatre" imaju različite temperature zagrijavanja i načine hlađenja, te su razvijeni različiti procesi termičke obrade. Da bi se postigao određeni stepen čvrstoće i žilavosti, kaljenje i popuštanje na visokim temperaturama se kombinuju s procesom poznatim kao popuštanje. Nakon što se određene legure kale u prezasićeni čvrsti rastvor, drže se na sobnoj temperaturi ili na nešto višoj odgovarajućoj temperaturi duži vremenski period kako bi se poboljšala tvrdoća, čvrstoća ili električni magnetizam legure. Takav proces termičke obrade naziva se starenje.
Obrada pod pritiskom, deformacija i termička obrada se efikasno i blisko izvode, tako da radni komad dobija vrlo dobru čvrstoću i žilavost metodom poznatom kao deformacijska termička obrada; u atmosferi negativnog pritiska ili vakuumu u termičkoj obradi poznatoj kao vakuumska termička obrada, koja ne samo da može spriječiti oksidaciju radnog komada, ne dekarburizirati ga, zadržati površinu radnog komada nakon obrade i poboljšati njegove performanse, već i putem osmotskog agensa za hemijsku termičku obradu.
Površinska termička obrada je zagrijavanje samo površinskog sloja obratka kako bi se promijenila mehanička svojstva površinskog sloja metala procesom termičke obrade. Da bi se zagrijao samo površinski sloj obratka bez prekomjernog prijenosa topline u obratak, izvor topline mora imati visoku gustoću energije, odnosno mora imati veću toplinsku energiju u jedinici površine obratka, tako da površinski sloj obratka može biti lokalno ili trenutno dostići visoke temperature u kratkom vremenskom periodu ili trenutno. Površinska termička obrada glavne su metode gašenja plamena i indukcijskog zagrijavanja, a najčešće se koriste izvori topline kao što su plamen oksiacetilena ili oksipropana, indukcijska struja, laser i elektronski snop.
Hemijska termička obrada je proces termičke obrade metala promjenom hemijskog sastava, organizacije i svojstava površinskog sloja obratka. Hemijska termička obrada se razlikuje od površinske termičke obrade po tome što prva mijenja hemijski sastav površinskog sloja obratka. Hemijska termička obrada se odnosi na obradak koji sadrži ugljik, soli ili druge legirajuće elemente medija (gas, tekućina, čvrsta tvar) tokom zagrijavanja i izolacije tokom dužeg vremenskog perioda, tako da se površinski sloj obratka infiltrira ugljikom, dušikom, borom, kromom i drugim elementima. Nakon infiltracije elemenata, ponekad se koriste i drugi procesi termičke obrade, kao što su kaljenje i otpuštanje. Glavne metode hemijske termičke obrade su cementiranje, nitriranje i penetracija metala.
Termička obrada je jedan od važnih procesa u procesu proizvodnje mehaničkih dijelova i kalupa. Općenito govoreći, ona može osigurati i poboljšati različita svojstva obratka, kao što su otpornost na habanje i otpornost na koroziju. Također može poboljšati organizaciju izratka i stanje napona, kako bi se olakšala različita hladna i topla obrada.
Na primjer: bijeli liveno gvožđe nakon dugotrajnog žarenja može se dobiti temperovano liveno gvožđe, što poboljšava plastičnost; zupčanici sa pravilnim procesom termičke obrade, vijek trajanja može biti duži od zupčanika koji nisu termički obrađeni, ili čak desetine puta; osim toga, jeftini ugljični čelik, zbog infiltracije određenih legirajućih elemenata, ima performanse nekih skupih legiranih čelika i može zamijeniti neke toplotno otporne čelike, nehrđajući čelik; kalupi i matrice gotovo svi moraju proći termičku obradu i mogu se koristiti tek nakon termičke obrade.
Dopunska sredstva
I. Vrste žarenja
Žarenje je proces termičke obrade u kojem se radni komad zagrijava na odgovarajuću temperaturu, drži određeni vremenski period, a zatim polako hladi.
Postoji mnogo vrsta procesa žarenja čelika, a prema temperaturi zagrijavanja mogu se podijeliti u dvije kategorije: jedna je na kritičnoj temperaturi (Ac1 ili Ac3) iznad žarenja, također poznata kao žarenje rekristalizacijom fazne promjene, uključujući potpuno žarenje, nepotpuno žarenje, sferoidno žarenje i difuzijsko žarenje (homogenizacijsko žarenje) itd.; druga je ispod kritične temperature žarenja, uključujući žarenje rekristalizacijom i žarenje za uklanjanje napona itd. Prema metodi hlađenja, žarenje se može podijeliti na izotermno žarenje i žarenje kontinuiranim hlađenjem.
1, potpuno žarenje i izotermno žarenje
Potpuno žarenje, poznato i kao rekristalizacijsko žarenje, obično se naziva žarenje, predstavlja zagrijavanje čelika ili čelika na temperaturu Ac3 iznad 20 ~ 30 ℃, dovoljno dugo da se nakon sporog hlađenja potpuno austenitizira, kako bi se postigla gotovo ravnotežna struktura procesa termičke obrade. Ovo žarenje se uglavnom koristi za sub-eutektičke sastave različitih odljevaka, otkovaka i toplo valjanih profila od ugljičnog i legiranog čelika, a ponekad se koristi i za zavarene konstrukcije. Općenito se koristi kao završna termička obrada niza lakih radnih komada ili kao predtermička obrada nekih radnih komada.
2, žarenje kugli
Sferoidno žarenje se uglavnom koristi za nadeutektički ugljični čelik i legirani alatni čelik (kao što je proizvodnja alata s oštricama, mjerača, kalupa i matrica koje se koriste u čeliku). Njegova glavna svrha je smanjenje tvrdoće, poboljšanje obradivosti i priprema za buduće kaljenje.
3, žarenje za ublažavanje napona
Žarenje za ublažavanje napona, poznato i kao žarenje na niskim temperaturama (ili popuštanje na visokim temperaturama), uglavnom se koristi za uklanjanje zaostalih napona u odljevcima, otkovcima, zavarenim dijelovima, toplo valjanim dijelovima, hladno vučenim dijelovima i drugim materijalima. Ako se ovi naponi ne uklone, to će uzrokovati deformacije ili pukotine u čeliku nakon određenog vremena ili u naknadnom procesu rezanja.
4. Nepotpuno žarenje je zagrijavanje čelika na Ac1 ~ Ac3 (subeutektički čelik) ili Ac1 ~ ACcm (preeutektički čelik) između očuvanja topline i sporog hlađenja kako bi se postigla gotovo uravnotežena organizacija procesa toplinske obrade.
II.Za kaljenje, najčešće korišteni rashladni medij je slana voda, voda i ulje.
Kaljenje obratka u slanoj vodi lako postiže visoku tvrdoću i glatku površinu. Nije lako proizvesti kaljenje, ne stvara tvrda meka mjesta, ali lako može uzrokovati ozbiljne deformacije obratka, pa čak i pucanje. Upotreba ulja kao medija za kaljenje pogodna je samo za stabilnost pothlađenog austenita koji je relativno velik kod nekih legiranih čelika ili malih obratka od ugljičnog čelika.
III.svrha kaljenja čelika
1, smanjenje krhkosti, eliminacija ili smanjenje unutrašnjeg napona, kaljenje čelika stvara veliku unutrašnju krhkost i napon, tako da nepravovremeno kaljenje često dovodi do deformacije ili čak pucanja čelika.
2, da bi se dobila potrebna mehanička svojstva obratka, obradak nakon kaljenja ima visoku tvrdoću i krhkost, kako bi se zadovoljili zahtjevi različitih svojstava različitih obratka, tvrdoća se može podesiti odgovarajućim popuštanjem kako bi se smanjila krhkost potrebne žilavosti i plastičnosti.
3. Stabilizirajte veličinu obratka
4, kod žarenja je teško omekšati određene legirane čelike, često se koristi kaljenje (ili normalizacija) nakon popuštanja na visokim temperaturama, tako da se karbidi čelika odgovarajuće agregiraju, tvrdoća se smanjuje, što olakšava rezanje i obradu.
Dodatni koncepti
1, žarenje: odnosi se na zagrijavanje metalnih materijala na odgovarajuću temperaturu, održavanje određenog vremenskog perioda, a zatim sporo hlađenje tokom procesa termičke obrade. Uobičajeni procesi žarenja su: rekristalizacijsko žarenje, žarenje za ublažavanje napona, sferoidno žarenje, potpuno žarenje itd. Svrha žarenja: uglavnom smanjenje tvrdoće metalnih materijala, poboljšanje plastičnosti, olakšavanje rezanja ili obrade pod pritiskom, smanjenje zaostalih napona, poboljšanje organizacije i sastava homogenizacije ili priprema za termičku obradu.
2, normalizacija: odnosi se na zagrijavanje čelika na temperaturu iznad 30 ~ 50 ℃ (ili više) ili (čelik na kritičnoj tački temperature) iznad, 30 ~ 50 ℃ radi održavanja odgovarajućeg vremena, hlađenja na mirnom zraku tokom procesa termičke obrade. Svrha normalizacije: prvenstveno poboljšanje mehaničkih svojstava niskougljičnog čelika, poboljšanje rezanja i obradivosti, pročišćavanje zrna, uklanjanje organizacijskih nedostataka, a zatim termička obrada za pripremu organizacije.
3, kaljenje: odnosi se na zagrijavanje čelika na Ac3 ili Ac1 (čelik ispod kritične tačke temperature) iznad određene temperature, održavanje određenog vremena, a zatim odgovarajuću brzinu hlađenja, kako bi se dobila martenzitna (ili bainitna) organizacija procesom termičke obrade. Uobičajeni procesi kaljenja su kaljenje u jednom mediju, kaljenje u dva medija, martenzitno kaljenje, izotermno kaljenje bainitom, površinsko kaljenje i lokalno kaljenje. Svrha kaljenja: da čelični dijelovi postignu potrebnu martenzitnu organizaciju, poboljšaju tvrdoću obratka, čvrstoću i otpornost na abraziju, te da se posljednja termička obrada dobro pripremi za organizaciju.
4, otpuštanje: odnosi se na kaljenje čelika, zatim zagrijavanje na temperaturu ispod Ac1, vrijeme zadržavanja, a zatim hlađenje na sobnu temperaturu tokom termičke obrade. Uobičajeni postupci otpuštanja su: otpuštanje na niskim temperaturama, otpuštanje na srednjim temperaturama, otpuštanje na visokim temperaturama i višestruko otpuštanje.
Svrha kaljenja: uglavnom eliminisanje naprezanja koje čelik proizvodi tokom kaljenja, tako da čelik ima visoku tvrdoću i otpornost na habanje, te potrebnu plastičnost i žilavost.
5, popuštanje: odnosi se na čelik ili čelik za kaljenje i popuštanje na visokim temperaturama u kompozitnom procesu termičke obrade. Koristi se u tretmanu popuštanja čelika koji se naziva kaljeni čelik. Općenito se odnosi na srednje ugljični konstrukcijski čelik i srednje ugljični legirani konstrukcijski čelik.
6, cementiranje: cementiranje je proces u kojem atomi ugljika prodiru u površinski sloj čelika. Njegov cilj je da se obradak od niskougljičnog čelika pretvori u površinski sloj visokougljičnog čelika, a zatim nakon kaljenja i otpuštanja na niskim temperaturama, površinski sloj obradka ima visoku tvrdoću i otpornost na habanje, dok središnji dio obradka i dalje zadržava žilavost i plastičnost niskougljičnog čelika.
Vakuumska metoda
Budući da operacije zagrijavanja i hlađenja metalnih obradaka zahtijevaju desetak ili čak desetak radnji za dovršetak. Ove radnje se izvode unutar vakuumske peći za termičku obradu kojoj operater ne može pristupiti, stepen automatizacije vakuumske peći za termičku obradu mora biti veći. Istovremeno, neke radnje, poput zagrijavanja i kaljenja metalnog obratka na kraju procesa, trebaju trajati šest, sedam radnji i moraju se završiti u roku od 15 sekundi. Takvi agilni uslovi za dovršetak mnogih radnji lako mogu izazvati nervozu kod operatera i dovesti do pogrešnog rukovanja. Stoga, samo visok stepen automatizacije može osigurati tačnu i pravovremenu koordinaciju u skladu s programom.
Vakuumska termička obrada metalnih dijelova izvodi se u zatvorenoj vakuumskoj peći, a strogo vakuumsko brtvljenje je dobro poznato. Stoga, kako bi se postigla i pridržavala originalne stope propuštanja zraka iz peći, osigurao radni vakuum vakuumske peći i osigurao kvalitet dijelova, vakuumska termička obrada ima vrlo veliki značaj. Dakle, ključno pitanje vakuumske peći za termičku obradu je imati pouzdanu strukturu vakuumskog brtvljenja. Da bi se osigurale vakuumske performanse vakuumske peći, dizajn strukture vakuumske peći za termičku obradu mora slijediti osnovni princip, a to je da se tijelo peći zavari plinonepropusno, pri čemu se otvore u tijelu peći otvaraju što je manje moguće, te se koristi dinamička struktura brtvljenja ili se ona izbjegava, kako bi se smanjila mogućnost propuštanja vakuuma. Komponente i pribor ugrađeni u tijelo vakuumske peći, kao što su elektrode hlađene vodom i uređaji za eksport termoelemenata, također moraju biti dizajnirani za brtvljenje strukture.
Većina materijala za grijanje i izolaciju može se koristiti samo u vakuumu. Obloga peći za vakuumsku termičku obradu i toplinska izolacija rade u vakuumu i na visokim temperaturama, tako da ovi materijali imaju visoku temperaturnu otpornost, rezultate zračenja, toplinsku provodljivost i druge zahtjeve. Zahtjevi za otpornost na oksidaciju nisu visoki. Stoga se tantal, volfram, molibden i grafit široko koriste u pećima za vakuumsku termičku obradu kao materijali za grijanje i toplinsku izolaciju. Ovi materijali vrlo lako oksidiraju u atmosferskom stanju, stoga se obične peći za termičku obradu ne mogu koristiti za ove materijale za grijanje i toplinsku izolaciju.
Uređaj s vodenim hlađenjem: plašt peći za vakuumsku termičku obradu, poklopac peći, električni grijaći elementi, elektrode hlađene vodom, međuvrata za vakuumsku termičku izolaciju i ostale komponente nalaze se u vakuumu, pod termičkom obradom. Prilikom rada u takvim izuzetno nepovoljnim uvjetima, mora se osigurati da se struktura svake komponente ne deformira ili ošteti, a vakuumsko brtvilo ne pregrije ili ne izgori. Stoga, svaku komponentu treba prilagoditi različitim okolnostima uređaja za vodeno hlađenje kako bi se osiguralo da peć za vakuumsku termičku obradu može normalno raditi i imati dovoljan vijek trajanja.
Upotreba niskog napona i visoke struje: vakuumski kontejner, kada stepen vakuuma dostigne raspon od nekoliko lxlo-1 torr, vakuumski kontejner sadrži provodnik pod naponom na višem naponu, što će izazvati pojavu tmiljavog pražnjenja. U peći za vakuumsku termičku obradu, ozbiljno lučno pražnjenje će propaliti električni grijač i izolacijski sloj, uzrokujući velike nesreće i gubitke. Stoga, radni napon električnog grijača peći za vakuumsku termičku obradu obično nije veći od 80 do 100 volti. Istovremeno, prilikom projektovanja strukture električnog grijača treba preduzeti efikasne mjere, kao što je izbjegavanje dodirivanja vrhova dijelova, a razmak između elektroda ne smije biti premalen, kako bi se spriječilo stvaranje tmiljavog ili lučnog pražnjenja.
Kaljenje
Prema različitim zahtjevima performansi obratka, prema njegovim različitim temperaturama popuštanja, popuštanje se može podijeliti na sljedeće vrste:
(a) otpuštanje na niskim temperaturama (150-250 stepeni)
Otpuštanje na niskim temperaturama rezultira organizacijom za otpušteni martenzit. Njegova svrha je održavanje visoke tvrdoće i visoke otpornosti na habanje kaljenog čelika pod pretpostavkom smanjenja njegovog unutrašnjeg napona i krhkosti pri kaljenju, kako bi se izbjeglo ljuštenje ili prerano oštećenje tokom upotrebe. Uglavnom se koristi za razne alate za rezanje s visokim udjelom ugljika, mjerače, hladno vučene matrice, kotrljajuće ležajeve i cementirane dijelove itd., tvrdoća nakon otpuštanja općenito je HRC58-64.
(ii) popuštanje na srednjoj temperaturi (250-500 stepeni)
Organizacija popuštanja na srednjim temperaturama za kaljeno kvarcno tijelo. Njegova svrha je postizanje visoke granice tečenja, granice elastičnosti i visoke žilavosti. Stoga se uglavnom koristi za razne opruge i obradu kalupa za vruću obradu, tvrdoća popuštanja je uglavnom HRC35-50.
(C) otpuštanje na visokim temperaturama (500-650 stepeni)
Visokotemperaturno otpuštanje organizacije za kaljeni sohnit. Uobičajena kombinovana termička obrada kaljenjem i visokotemperaturnim otpuštanjem poznata je kao tretman otpuštanja, a njena svrha je postizanje čvrstoće, tvrdoće i plastičnosti, žilavosti i boljih ukupnih mehaničkih svojstava. Stoga se široko koristi u automobilima, traktorima, alatnim mašinama i drugim važnim strukturnim dijelovima, kao što su klipnjače, vijci, zupčanici i osovine. Tvrdoća nakon otpuštanja je uglavnom HB200-330.
Sprečavanje deformacije
Uzroci deformacije preciznih složenih kalupa često su složeni, ali mi tek savladavamo njihove zakone deformacije, analiziramo uzroke i koristimo različite metode za sprječavanje deformacije kalupa, što je u stanju smanjiti, ali i kontrolirati deformaciju. Općenito govoreći, termička obrada deformacije preciznih složenih kalupa može se spriječiti na sljedeće načine.
(1) Razuman izbor materijala. Za precizne složene kalupe treba odabrati materijal od čelika za kalupe s dobrom mikrodeformacijom (kao što je čelik za kaljenje na zraku). Kod ozbiljnih kalupa, segregacija karbida u čeliku treba biti razumno termički obrađena kovanjem i popuštanjem, dok se veći čelik za kalupe ne može kovati može termički obraditi dvostrukim rafiniranjem u čvrstom rastvoru.
(2) Dizajn strukture kalupa treba biti razuman, debljina ne smije biti previše različita, oblik treba biti simetričan, kako bi se deformacija većeg kalupa savladala u skladu sa zakonom deformacije, potrebno je zadržati dodatak za obradu, a za velike, precizne i složene kalupe može se koristiti u kombinaciji struktura.
(3) Precizni i složeni kalupi trebaju biti prethodno termički obrađeni kako bi se eliminisao preostali napon nastao u procesu obrade.
(4) Razuman izbor temperature zagrijavanja, kontrola brzine zagrijavanja, za precizne složene kalupe moguće je sporo zagrijavanje, predgrijavanje i druge uravnotežene metode zagrijavanja kako bi se smanjila deformacija kalupa uzrokovana termičkom obradom.
(5) Pod pretpostavkom osiguranja tvrdoće kalupa, pokušajte koristiti prethodno hlađenje, postepeno hlađenje ili temperaturno kaljenje.
(6) Za precizne i složene kalupe, ako uslovi dozvoljavaju, pokušajte koristiti kaljenje vakuumskim zagrijavanjem i tretman dubokim hlađenjem nakon kaljenja.
(7) Za neke precizne i složene kalupe može se koristiti prethodna termička obrada, termička obrada starenjem, termička obrada popuštanjem i nitriranjem kako bi se kontrolisala tačnost kalupa.
(8) Prilikom popravke rupa u kalupu, poroznosti, habanja i drugih nedostataka, upotreba mašine za hladno zavarivanje i drugih termalnih uticaja opreme za popravku sprečava deformaciju u procesu popravke.
Pored toga, pravilan proces termičke obrade (kao što su zatvaranje rupa, vezivanje rupa, mehaničko pričvršćivanje, odgovarajuće metode zagrijavanja, pravilan izbor smjera hlađenja kalupa i smjera kretanja rashladnog medija itd.) i razuman proces termičke obrade otpuštanjem također su učinkovite mjere za smanjenje deformacije preciznih i složenih kalupa.
Površinsko kaljenje i otpuštanje termičke obrade obično se provodi indukcijskim zagrijavanjem ili zagrijavanjem plamenom. Glavni tehnički parametri su površinska tvrdoća, lokalna tvrdoća i efektivna dubina sloja kaljenja. Ispitivanje tvrdoće može se koristiti Vickers-ovim tvrdomjerom, a može se koristiti i Rockwell-ovim ili površinskim Rockwell-ovim tvrdomjerom. Izbor ispitne sile (skale) povezan je s dubinom efektivnog sloja kaljenja i površinskom tvrdoćom obratka. Ovdje se koriste tri vrste tvrdomjera.
Prvo, Vickersov tester tvrdoće je važno sredstvo za ispitivanje površinske tvrdoće termički obrađenih komada. Može se odabrati ispitna sila od 0,5 do 100 kg, testirati sloj površinskog kaljenja debljine i do 0,05 mm, uz najvišu tačnost i moći prepoznati male razlike u površinskoj tvrdoći termički obrađenih komada. Osim toga, Vickersov tester tvrdoće također treba detektovati dubinu efektivnog kaljenog sloja, tako da je za površinsku termičku obradu ili veliki broj jedinica koje koriste površinsku termičku obradu, neophodan Vickersov tester tvrdoće.
Drugo, površinski Rockwell tester tvrdoće je također vrlo pogodan za ispitivanje tvrdoće površinski kaljenih radnih komada. Površinski Rockwell tester tvrdoće ima tri skale koje možete izabrati. Može testirati efektivnu dubinu kaljenja veću od 0,1 mm različitih površinski kaljenih radnih komada. Iako preciznost površinskog Rockwell testera tvrdoće nije tako visoka kao kod Vickers tester-a, kao sredstvo upravljanja kvalitetom i kvalificirane inspekcije u postrojenjima za termičku obradu, uspio je ispuniti zahtjeve. Štaviše, ima jednostavan rad, jednostavan je za korištenje, nisku cijenu, brzo mjerenje, može direktno očitati vrijednost tvrdoće i druge karakteristike. Korištenje površinskog Rockwell tester-a tvrdoće može se koristiti za brzo i nerazorno ispitivanje komada po komadu na površini termički obrađenim radnim komadima. Ovo je važno za postrojenja za obradu metala i proizvodnju mašina.
Treće, kada je površinski sloj očvrsnut termičkom obradom deblji, može se koristiti i Rockwell tester tvrdoće. Kada je debljina sloja očvrsnutog termičkom obradom od 0,4 do 0,8 mm, može se koristiti HRA skala, a kada je debljina sloja očvrsnutog termičkom obradom veća od 0,8 mm, može se koristiti HRC skala.
Vickers, Rockwell i površinski Rockwell tri vrste vrijednosti tvrdoće mogu se lako pretvoriti jedna u drugu, pretvoriti u standard, crteže ili korisniku potrebne vrijednosti tvrdoće. Odgovarajuće tabele konverzije date su u međunarodnom standardu ISO, američkom standardu ASTM i kineskom standardu GB/T.
Lokalizirano otvrdnjavanje
Za dijelove s višim lokalnim zahtjevima tvrdoće, dostupno je indukcijsko zagrijavanje i druga sredstva lokalne termičke obrade kaljenjem. Takvi dijelovi obično moraju na crtežima označiti lokaciju lokalne termičke obrade kaljenjem i lokalnu vrijednost tvrdoće. Ispitivanje tvrdoće dijelova treba provoditi u određenom području. Instrumenti za ispitivanje tvrdoće mogu se koristiti kao Rockwell tester tvrdoće za ispitivanje HRC vrijednosti tvrdoće, na primjer, ako je sloj kaljenja termičkom obradom plitak, može se koristiti Rockwell tester tvrdoće za ispitivanje HRN vrijednosti tvrdoće.
Hemijska termička obrada
Hemijska termička obrada je infiltracija jednog ili više atoma hemijskih elemenata u površinu obratka, kako bi se promijenio hemijski sastav, organizacija i performanse površine obratka. Nakon kaljenja i otpuštanja na niskim temperaturama, površina obratka ima visoku tvrdoću, otpornost na habanje i kontaktnu čvrstoću na zamor, dok jezgro obratka ima visoku žilavost.
Prema gore navedenom, detekcija i evidentiranje temperature u procesu termičke obrade je veoma važno, a loša kontrola temperature ima veliki utjecaj na proizvod. Stoga je detekcija temperature veoma važna, kao i trend promjene temperature u cijelom procesu, što rezultira time da se promjena temperature mora evidentirati tokom procesa termičke obrade. To može olakšati buduću analizu podataka, ali i utvrditi u kojem trenutku temperatura ne ispunjava zahtjeve. Ovo će igrati veoma veliku ulogu u poboljšanju termičke obrade u budućnosti.
Operativne procedure
1. Očistite mjesto rada, provjerite da li su napajanje, mjerni instrumenti i razni prekidači ispravni, te da li je dovod vode nesmetan.
2. Operateri trebaju nositi dobru zaštitnu opremu za zaštitu na radu, u suprotnom će biti opasno.
3, otvorite univerzalni prekidač za prenos upravljačke snage, u skladu s tehničkim zahtjevima opreme, stupnjevanih dijelova porasta i pada temperature, kako biste produžili vijek trajanja opreme i održali je netaknutom.
4, obratiti pažnju na temperaturu peći za termičku obradu i regulaciju brzine mrežastog remena, moći savladati temperaturne standarde potrebne za različite materijale, osigurati tvrdoću obratka i površinsku ravnost i oksidacijski sloj, te ozbiljno obaviti dobar posao sigurnosti.
5. Da biste obratili pažnju na temperaturu peći za kaljenje i brzinu mrežastog remena, otvorite ispušni zrak kako bi obradak nakon kaljenja ispunio zahtjeve kvalitete.
6, u radu se treba pridržavati posta.
7, konfigurirati potrebnu protivpožarnu opremu i biti upoznat s metodama upotrebe i održavanja.
8. Prilikom zaustavljanja mašine, treba provjeriti da li su svi kontrolni prekidači u isključenom stanju, a zatim zatvoriti univerzalni prekidač.
Pregrijavanje
Na hrapavom otvoru valjkastog pribora može se uočiti pregrijavanje mikrostrukture dijelova ležaja nakon kaljenja. Međutim, da bi se odredio tačan stepen pregrijavanja, potrebno je posmatrati mikrostrukturu. Ako se u GCr15 čeliku, nakon kaljenja, pojavljuje grubi igličasti martenzit, onda se radi o pregrijanoj organizaciji kaljenja. Razlog za formiranje kaljenog zagrijavanja može biti previsoka temperatura ili predugo vrijeme zagrijavanja i zadržavanja zbog punog opsega pregrijavanja; također može biti zbog ozbiljne originalne organizacije karbidne trake, u području s niskim udjelom ugljika između dvije trake formira se lokalizirani igličasti martenzit, što rezultira lokalnim pregrijavanjem. Zaostali austenit u pregrijanoj organizaciji se povećava, a dimenzionalna stabilnost se smanjuje. Zbog pregrijavanja kaljene organizacije, kristali čelika postaju grubi, što dovodi do smanjenja žilavosti dijelova, smanjuje se otpornost na udarce i smanjuje se vijek trajanja ležaja. Jako pregrijavanje može čak uzrokovati pukotine od kaljenja.
Nedovoljno zagrijavanje
Niska temperatura kaljenja ili loše hlađenje će proizvesti više od standardne organizacije Torrhenita u mikrostrukturi, poznate kao organizacija podgrijavanja, što dovodi do pada tvrdoće, otpornosti na habanje se naglo smanjuje, što utiče na vijek trajanja ležaja valjkastih dijelova.
Gašenje pukotina
Dijelovi valjkastih ležajeva tokom procesa kaljenja i hlađenja, zbog unutrašnjih naprezanja, formiraju pukotine koje se nazivaju pukotine od kaljenja. Uzroci takvih pukotina su: zbog previsoke temperature zagrijavanja prilikom kaljenja ili prebrzog hlađenja, termičkog naprezanja i promjene zapremine mase metala u organizaciji naprezanja veće od čvrstoće čelika na lom; površinski defekti originalnog oblika (kao što su površinske pukotine ili ogrebotine) ili unutrašnji defekti u čeliku (kao što su troska, ozbiljni nemetalni inkluzije, bijele mrlje, ostaci skupljanja itd.) tokom kaljenja, stvaranje koncentracije naprezanja; teška površinska dekarburizacija i segregacija karbida; dijelovi kaljeni nakon kaljenja zbog nedovoljno ili neblagovremenog kaljenja; preveliko hladno naprezanje uzrokovano prethodnim procesom, savijanje kovanjem, duboki rezovi tokarenjem, oštri rubovi uljnih žljebova i tako dalje. Ukratko, uzrok pukotina od kaljenja može biti jedan ili više gore navedenih faktora, a prisustvo unutrašnjeg naprezanja je glavni razlog za stvaranje pukotina od kaljenja. Pukotine od kaljenja su duboke i tanke, s ravnim lomom i bez oksidirane boje na oštećenoj površini. Često je to uzdužna ravna pukotina ili pukotina u obliku prstena na ležajnom prstenu; oblik na čeličnoj kuglici ležaja je S-oblikovan, T-oblikovan ili prstenast. Organizaciona karakteristika pukotine usled kaljenja je odsustvo fenomena dekarburizacije sa obe strane pukotine, što se jasno razlikuje od pukotina nastalih kovanjem i pukotina materijala.
Deformacija termičkom obradom
Kod dijelova ležaja NACHI u termičkoj obradi postoje termička i organizacijska naprezanja. Ova unutrašnja naprezanja mogu se međusobno preklapati ili djelomično kompenzirati. To je složeno i promjenjivo, jer se mogu mijenjati s temperaturom zagrijavanja, brzinom zagrijavanja, načinom hlađenja, brzinom hlađenja, oblikom i veličinom dijelova, tako da je deformacija prilikom termičke obrade neizbježna. Prepoznavanje i savladavanje zakona može dovesti do toga da se deformacije dijelova ležaja (kao što su ovalni oblik ovratnika, povećanje veličine itd.) nalaze u kontroliranom rasponu, što pogoduje proizvodnji. Naravno, tokom procesa termičke obrade, mehanički sudari također će uzrokovati deformaciju dijelova, ali se ta deformacija može koristiti za poboljšanje rada kako bi se smanjila i izbjegla.
Površinska dekarburizacija
Dijelovi ležajeva valjkastih dodataka u procesu termičke obrade, ako se zagrijavaju u oksidirajućem mediju, površina će se oksidirati tako da se smanjuje maseni udio ugljika na površini dijelova, što rezultira dekarburizacijom površine. Dubina sloja površinske dekarburizacije veća od količine zadržavanja u konačnoj obradi uzrokovat će otpadne dijelove. Određivanje dubine sloja površinske dekarburizacije u metalografskom ispitivanju dostupnim metalografskim metodama i metodama mikrotvrdoće. Krivulja raspodjele mikrotvrdoće površinskog sloja temelji se na metodi mjerenja i može se koristiti kao kriterij arbitraže.
Meka tačka
Zbog nedovoljnog zagrijavanja, lošeg hlađenja, kaljenje uzrokovano nepravilnom tvrdoćom površine dijelova valjkastih ležajeva nije dovoljna pojava poznata kao meka tačka kaljenja. To je kao površinsko dekarburiziranje koje može uzrokovati ozbiljan pad otpornosti površine na habanje i čvrstoće na zamor.
Vrijeme objave: 05.12.2023.