Tratamentul termic se referă la un proces termic al metalului în care materialul este încălzit, menținut și răcit prin încălzire în stare solidă pentru a obține organizarea și proprietățile dorite.
I. Tratament termic
1. Normalizare: oțelul sau piesele de oțel încălzite la punctul critic AC3 sau ACM peste temperatura corespunzătoare pentru a menține o anumită perioadă de timp după răcire în aer, pentru a obține tipul perlitic de organizare a procesului de tratament termic.
2, Recoacere: piesa de prelucrat din oțel eutectic este încălzită la o temperatură AC3 de peste 20-40 de grade, după o perioadă de timp de ținere, apoi este răcită lent în cuptor (sau răcită în nisip sau var) la o temperatură mai mică de 500 de grade, în procesul de tratare termică cu aer.
3, Tratament termic în soluție solidă: aliajul este încălzit la o temperatură constantă într-o regiune monofazică la temperatură ridicată, astfel încât excesul de fază să fie complet dizolvat în soluție solidă, apoi răcit rapid pentru a obține un proces de tratament termic în soluție solidă suprasaturată.
4. Îmbătrânire: După tratamentul termic în soluție solidă sau deformarea plastică la rece a aliajului, atunci când acesta este plasat la temperatura camerei sau menținut la o temperatură puțin mai ridicată decât temperatura camerei, proprietățile sale se schimbă în timp.
5, Tratament în soluție solidă: astfel încât aliajul să fie complet dizolvat într-o varietate de faze, consolidând soluția solidă și îmbunătățind tenacitatea și rezistența la coroziune, eliminând stresul și înmuierea, pentru a continua procesarea turnării.
6, Tratament de îmbătrânire: încălzirea și menținerea la temperatura de precipitare a fazei de armare, astfel încât precipitarea fazei de armare să precipite, să se întărească, pentru a îmbunătăți rezistența.
7. Călire: austenizarea oțelului după răcire la o viteză de răcire adecvată, astfel încât piesa de prelucrat în secțiunea transversală a întregii sau a unui anumit interval de structuri organizaționale instabile, cum ar fi transformarea martensitei în procesul de tratament termic.
8, Revenire: piesa de prelucrat călită va fi încălzită la punctul critic AC1 sub temperatura corespunzătoare pentru o anumită perioadă de timp, apoi răcită în conformitate cu cerințele metodei, pentru a obține organizarea și proprietățile dorite ale procesului de tratament termic.
9. Carbonitrurarea oțelului: carbonitrurarea are loc prin infiltrarea simultană a carbonului și a azotului în stratul superficial al oțelului. Carbonitrurarea obișnuită, cunoscută și sub denumirea de cianură, carbonitrurare gazoasă la temperatură medie și carbonitrurare gazoasă la temperatură joasă (adică nitrocarburare gazoasă), este utilizată pe scară mai largă. Scopul principal al carbonitrurării gazoase la temperatură medie este de a îmbunătăți duritatea, rezistența la uzură și rezistența la oboseală a oțelului. Carbonitrurarea gazoasă la temperatură joasă este bazată pe nitrurare, scopul său principal este de a îmbunătăți rezistența la uzură a oțelului și rezistența la mușcături.
10. Tratament de revenire (călire și revenire): în general, tratamentul de revenire este combinat cu un tratament termic cunoscut sub numele de tratament de revenire, la temperaturi ridicate. Tratamentul de revenire este utilizat pe scară largă într-o varietate de piese structurale importante, în special în cazul bielelor, șuruburilor, angrenajelor și arborilor care funcționează sub sarcini alternative. După revenire, se obține o organizare de sohnită revenită, cu proprietăți mecanice superioare durității normale a sohnitei. Duritatea acesteia depinde de temperatura de revenire la temperaturi ridicate, de stabilitatea revenirii oțelului și de dimensiunea secțiunii transversale a piesei de prelucrat, în general între HB200-350.
11, Brazare: materialul de brazare va exista în două tipuri de materiale de prelucrat, prin încălzire și topire, prin lipire.
II.Tcaracteristicile procesului
Tratamentul termic al metalelor este unul dintre procesele importante în fabricația mecanică. Comparativ cu alte procese de prelucrare mecanică, tratamentul termic, în general, nu modifică forma piesei de prelucrat sau compoziția chimică generală, ci modifică microstructura internă a piesei de prelucrat sau compoziția chimică a suprafeței acesteia pentru a conferi sau îmbunătăți proprietățile de utilizare ale piesei de prelucrat. Se caracterizează printr-o îmbunătățire a calității intrinseci a piesei de prelucrat, care, în general, nu este vizibilă cu ochiul liber. Pentru a realiza o piesă de prelucrat metalică cu proprietățile mecanice, fizice și chimice necesare, pe lângă alegerea rezonabilă a materialelor și o varietate de procese de turnare, procesul de tratament termic este adesea esențial. Oțelul este cel mai utilizat material în industria mecanică, complexitatea microstructurii oțelului putând fi controlată prin tratament termic, astfel încât tratamentul termic al oțelului este principalul conținut al tratamentului termic al metalelor. În plus, aluminiul, cuprul, magneziul, titanul și alte aliaje pot fi, de asemenea, supuse unui tratament termic pentru a le modifica proprietățile mecanice, fizice și chimice, pentru a obține performanțe diferite.
al III-lea.Tel procesează
Procesul de tratament termic include, în general, încălzirea, menținerea și răcirea în trei etape, uneori doar încălzirea și răcirea în două etape. Aceste etape sunt conectate între ele și nu pot fi întrerupte.
Încălzirea este unul dintre procesele importante de tratare termică. Tratarea termică a metalelor este utilizată în numeroase metode de încălzire, cea mai veche fiind utilizarea cărbunelui ca sursă de căldură, iar cea mai recentă este utilizarea combustibililor lichizi și gazoși. Aplicarea electricității face ca încălzirea să fie ușor de controlat și nu poluează mediul. Aceste surse de căldură pot fi încălzite direct, dar și prin intermediul sărurilor topite sau al metalului, pentru a încălzi particulele plutitoare, în mod indirect.
În timpul încălzirii metalului, piesa de prelucrat este expusă la aer, unde apare adesea oxidarea și decarburarea (adică reducerea conținutului de carbon de la suprafața pieselor de oțel), ceea ce are un impact foarte negativ asupra proprietăților de suprafață ale pieselor tratate termic. Prin urmare, metalul trebuie de obicei încălzit într-o atmosferă controlată sau protectoare, cu sare topită și încălzire în vid, dar există și metode de acoperire sau ambalare pentru încălzire protectoare.
Temperatura de încălzire este unul dintre parametrii importanți ai procesului de tratament termic. Selectarea și controlul temperaturii de încălzire au rolul de a asigura calitatea tratamentului termic. Temperatura de încălzire variază în funcție de materialul metalic tratat și de scopul tratamentului termic, dar, în general, se încălzește peste temperatura de tranziție de fază pentru a obține o organizare la temperatură ridicată. În plus, transformarea necesită o anumită perioadă de timp, așa că atunci când suprafața piesei metalice atinge temperatura de încălzire necesară, trebuie menținută la această temperatură pentru o anumită perioadă de timp, astfel încât temperaturile interne și externe să fie constante, astfel încât transformarea microstructurii să fie completă, ceea ce este cunoscut sub numele de timp de menținere. Prin utilizarea încălzirii cu densitate energetică mare și a tratamentului termic de suprafață, viteza de încălzire este extrem de rapidă, în general neexistând timp de menținere, în timp ce tratamentul termic chimic are adesea un timp de menținere mai lung.
Răcirea este, de asemenea, o etapă indispensabilă în procesul de tratament termic. Metodele de răcire sunt diferite datorită diferitelor procese, în principal pentru a controla viteza de răcire. În general, viteza de răcire la recoacere este cea mai lentă, viteza de răcire la normalizare este mai rapidă, iar viteza de răcire la călire este mai rapidă. Dar și datorită diferitelor tipuri de oțel și cerințelor diferite, cum ar fi oțelul călit la aer poate fi călit cu aceeași viteză de răcire ca și normalizarea.
IV.P.clasificarea proceselor
Procesul de tratare termică a metalelor poate fi împărțit aproximativ în trei categorii: tratament termic general, tratament termic de suprafață și tratament termic chimic. În funcție de mediul de încălzire, temperatura de încălzire și metoda de răcire, fiecare categorie poate fi distinsă într-o serie de procese de tratament termic diferite. Același metal, utilizând diferite procese de tratament termic, poate obține structuri diferite, având astfel proprietăți diferite. Fierul și oțelul sunt cele mai utilizate metale în industrie, iar microstructura oțelului este, de asemenea, cea mai complexă, motiv pentru care există o varietate de procese de tratare termică a oțelului.
Tratamentul termic general este încălzirea generală a piesei de prelucrat, apoi răcirea acesteia la o viteză adecvată, pentru a obține structura metalurgică necesară și a modifica proprietățile mecanice generale ale acesteia în cadrul procesului de tratament termic al metalului. Tratamentul termic general al oțelului constă în recoacere, normalizare, călire și revenire.
Proces înseamnă:
Recoacerea este încălzirea piesei de prelucrat la temperatura corespunzătoare, în funcție de material și dimensiunea piesei de prelucrat, utilizând un timp de menținere diferit, și apoi răcirea lentă, scopul fiind de a face organizarea internă a metalului pentru a atinge sau a se apropia de starea de echilibru, pentru a obține performanțe și performanțe bune ale procesului sau pentru o călire ulterioară în scopul organizării preparatului.
Normalizarea este încălzirea piesei de prelucrat la temperatura corespunzătoare după răcirea în aer. Efectul normalizării este similar cu recoacerea, doar pentru a obține o organizare mai fină. Este adesea folosită pentru a îmbunătăți performanța de tăiere a materialului, dar uneori este folosită și pentru unele dintre piesele mai puțin solicitante ca tratament termic final.
Călirea este procesul prin care piesa de prelucrat este încălzită și izolată în apă, ulei sau alte săruri anorganice, soluții apoase organice și alte medii de călire pentru o răcire rapidă. După călire, piesele de oțel devin dure, dar în același timp devin fragile. Pentru a elimina fragilitatea în timp util, este în general necesară revenirea la timp.
Pentru a reduce fragilitatea pieselor din oțel, piesele din oțel sunt călite la o temperatură adecvată, mai mare decât temperatura camerei și mai mică de 650 ℃, pentru o perioadă lungă de izolare, iar apoi răcite, acest proces se numește revenire. Recoacerea, normalizarea, călirea și revenirea reprezintă tratamentul termic general în „cele patru focuri”, dintre care călirea și revenirea sunt strâns legate, adesea utilizate împreună, unul fiind indispensabil. „Cele patru focuri” au temperaturi de încălzire diferite și moduri de răcire, evoluând prin procese diferite de tratament termic. Pentru a obține un anumit grad de rezistență și tenacitate, călirea și revenirea la temperaturi ridicate sunt combinate cu procesul cunoscut sub numele de revenire. După ce anumite aliaje sunt călite pentru a forma o soluție solidă suprasaturată, acestea sunt menținute la temperatura camerei sau la o temperatură adecvată puțin mai mare pentru o perioadă mai lungă de timp, pentru a îmbunătăți duritatea, rezistența sau magnetismul electric al aliajului. Un astfel de proces de tratament termic se numește tratament de îmbătrânire.
Prelucrarea prin deformare sub presiune și tratamentul termic sunt combinate eficient și strâns pentru a se realiza, astfel încât piesa de prelucrat să obțină o rezistență și o tenacitate foarte bune prin metoda cunoscută sub numele de tratament termic prin deformare; într-o atmosferă cu presiune negativă sau în vid, tratamentul termic cunoscut sub numele de tratament termic în vid nu numai că poate face ca piesa de prelucrat să nu se oxideze, să nu se decarbureze, să mențină suprafața piesei de prelucrat după tratament și să îmbunătățească performanța acesteia, dar și prin intermediul unui agent osmotic pentru tratamentul termic chimic.
Tratamentul termic superficial constă doar în încălzirea stratului superficial al piesei de prelucrat pentru a modifica proprietățile mecanice ale stratului superficial al metalului prelucrat. Pentru a încălzi doar stratul superficial al piesei de prelucrat fără un transfer excesiv de căldură în piesa de prelucrat, utilizarea unei surse de căldură trebuie să aibă o densitate energetică mare, adică o energie termică mai mare pe unitatea de suprafață a piesei de prelucrat, astfel încât stratul superficial al piesei de prelucrat să poată atinge temperaturi ridicate într-o perioadă scurtă de timp sau instantaneu. Principalele metode de tratament termic superficial sunt stingerea cu flacără și încălzirea prin inducție. Sursele de căldură utilizate în mod obișnuit sunt flacăra oxiacetilenică sau oxipropanică, curentul de inducție, laserul și fasciculul de electroni.
Tratamentul termic chimic este un proces de tratare termică a metalelor prin modificarea compoziției chimice, a organizării și a proprietăților stratului superficial al piesei de prelucrat. Tratamentul termic chimic diferă de tratamentul termic de suprafață prin faptul că primul modifică compoziția chimică a stratului superficial al piesei de prelucrat. Tratamentul termic chimic constă în încălzirea și izolarea unei piese de prelucrat care conține carbon, sare sau alte elemente de aliere (gaz, lichid, solid) pentru o perioadă mai lungă de timp, astfel încât stratul superficial al piesei de prelucrat să fie infiltrat cu carbon, azot, bor, crom și alte elemente. După infiltrarea elementelor, uneori se efectuează alte procese de tratament termic, cum ar fi călirea și revenirea. Principalele metode de tratament termic chimic sunt carburarea, nitrurarea și penetrarea metalului.
Tratamentul termic este unul dintre procesele importante în procesul de fabricație a pieselor mecanice și a matrițelor. În general, acesta poate asigura și îmbunătăți diversele proprietăți ale piesei de prelucrat, cum ar fi rezistența la uzură și la coroziune. De asemenea, poate îmbunătăți organizarea semifabricatului și starea de stres, pentru a facilita o varietate de procese la rece și la cald.
De exemplu: fonta albă, după un tratament îndelungat de recoacere, poate obține fontă maleabilă, îmbunătățind plasticitatea; angrenajele cu un proces corect de tratament termic au o durată de viață mai lungă decât angrenajele netratate termic de mai multe ori sau chiar de zeci de ori; în plus, oțelul carbon ieftin are anumite performanțe de oțel aliat scump, putând înlocui o parte din oțelul rezistent la căldură, cum ar fi oțelul inoxidabil; matrițele și matrițele necesită aproape toate tratamente termice. Pot fi utilizate numai după tratament termic.
Mijloace suplimentare
I. Tipuri de recoacere
Recoacerea este un proces de tratament termic în care piesa de prelucrat este încălzită la o temperatură adecvată, menținută o anumită perioadă de timp și apoi răcită lent.
Există multe tipuri de procese de recoacere a oțelului, iar în funcție de temperatura de încălzire, acestea pot fi împărțite în două categorii: una este la temperatura critică (Ac1 sau Ac3) peste recoacere, cunoscută și sub denumirea de recoacere de recristalizare cu schimbare de fază, incluzând recoacere completă, recoacere incompletă, recoacere sferoidală și recoacere de difuzie (recoacere de omogenizare) etc.; cealaltă este sub temperatura critică de recoacere, incluzând recoacere de recristalizare și recoacere de detensionare etc. Conform metodei de răcire, recoacerea poate fi împărțită în recoacere izotermă și recoacere prin răcire continuă.
1, recoacere completă și recoacere izotermă
Recoacerea completă, cunoscută și sub denumirea de recoacere de recristalizare, denumită în general recoacere, este oțelul sau oțelul încălzit la Ac3 peste 20 ~ 30 ℃, izolat suficient de mult timp pentru a se austeniza complet după o răcire lentă, pentru a obține un proces de tratament termic aproape de echilibru. Această recoacere este utilizată în principal pentru compoziția subeutectică a diferitelor piese turnate, forjate și profile laminate la cald din oțel carbon și aliat și uneori este folosită și pentru structuri sudate. În general, este adesea utilizată ca tratament termic final pentru o serie de piese negre sau ca tratament preîncălzit pentru anumite piese.
2, recoacere cu bile
Recoacerea sferoidală este utilizată în principal pentru oțelul carbon supraeutectic și oțelul aliat pentru scule (cum ar fi fabricarea sculelor cu muchie, a calibrelor, a matrițelor și a ștampilelor utilizate în oțel). Scopul său principal este de a reduce duritatea, de a îmbunătăți prelucrabilitatea și de a pregăti pentru călirea ulterioară.
3, recoacere prin detensionare
Recoacerea de detensionare, cunoscută și sub denumirea de recoacere la temperatură joasă (sau revenire la temperatură înaltă), este utilizată în principal pentru eliminarea pieselor turnate, forjate, sudate, a pieselor laminate la cald, a pieselor trase la rece și a altor tensiuni reziduale. Dacă aceste tensiuni nu sunt eliminate, oțelul va produce deformări sau fisuri după o anumită perioadă de timp sau în procesul ulterior de tăiere.
4. Recoacerea incompletă constă în încălzirea oțelului la Ac1 ~ Ac3 (oțel subeutectic) sau Ac1 ~ ACcm (oțel supraeutectic) între conservarea termică și răcirea lentă pentru a obține o organizare aproape echilibrată a procesului de tratament termic.
II.Pentru stingere, mediul de răcire cel mai frecvent utilizat este saramura, apa și uleiul.
Călirea piesei de prelucrat în apă sărată asigură o duritate ridicată și o suprafață netedă, nu se produce ușor o călire ușoară, nu are puncte moi și dure, dar este ușor să se deformeze serios piesa de prelucrat și chiar să se fisureze. Utilizarea uleiului ca mediu de călire este potrivită doar pentru stabilitatea piesei de prelucrat din oțel aliat relativ mare sau oțel carbon de dimensiuni mici, potrivită pentru călirea austenitei suprarăcite.
al III-lea.scopul temperarii oțelului
1, reducerea fragilității, eliminarea sau reducerea tensiunii interne, călirea oțelului prezintă o cantitate mare de tensiune internă și fragilitate, cum ar fi revenirea necorespunzătoare la timp, care va duce adesea la deformarea sau chiar fisurarea oțelului.
2, pentru a obține proprietățile mecanice necesare ale piesei de prelucrat, piesa de prelucrat după călirea durității și fragilității ridicate, pentru a îndeplini cerințele diferitelor proprietăți ale unei varietăți de piese de prelucrat, puteți ajusta duritatea prin revenire corespunzătoare pentru a reduce fragilitatea, tenacitatea și plasticitatea necesare.
3. Stabilizarea dimensiunii piesei de prelucrat
4, deoarece recoacerea este dificilă pentru a înmuia anumite oțeluri aliate, în timpul călirii (sau normalizării) se utilizează adesea după revenirea la temperatură înaltă, astfel încât carbura de oțel să se agregeze corespunzător, duritatea să fie redusă, pentru a facilita tăierea și prelucrarea.
Concepte suplimentare
1. Recoacere: se referă la materialele metalice încălzite la temperatura corespunzătoare, menținute pentru o anumită perioadă de timp și apoi răcite lent prin tratament termic. Procesele comune de recoacere sunt: recoacere de recristalizare, recoacere de detensionare, recoacere sferoidală, recoacere completă etc. Scopul recoacerii: în principal, reducerea durității materialelor metalice, îmbunătățirea plasticității, facilitarea tăierii sau prelucrării sub presiune, reducerea tensiunilor reziduale, îmbunătățirea organizării și compoziției omogenizării sau, ulterior, tratamentul termic pentru a pregăti organizarea.
2. Normalizare: se referă la oțel sau oțel încălzit la sau (oțel la punctul critic al temperaturii) peste, menținerea timpului corespunzător la 30 ~ 50 ℃, răcire în proces de tratament termic cu aer liniștit. Scopul normalizării: în principal, îmbunătățirea proprietăților mecanice ale oțelului cu conținut scăzut de carbon, îmbunătățirea așchierii și prelucrabilității, rafinarea granulelor, eliminarea defectelor de prelucrare și pregătirea pentru prelucrare prin tratament termic ulterior.
3. Călire: se referă la oțelul încălzit la Ac3 sau Ac1 (oțel sub punctul critic de temperatură) peste o anumită temperatură, menținut un anumit timp și apoi la viteza de răcire corespunzătoare, pentru a obține o organizare martensitică (sau bainită) prin procesul de tratament termic. Procesele comune de călire sunt călirea cu un singur mediu, călirea cu două medii, călirea martensitică, călirea izotermă bainită, călirea superficială și călirea locală. Scopul călirii: pentru ca piesele de oțel să obțină organizarea martensitică necesară, să îmbunătățească duritatea piesei de prelucrat, rezistența și rezistența la abraziune, pentru ca acest tratament termic să fie o bună pregătire pentru organizare.
4. Revenire: se referă la oțelul călit, apoi încălzit la o temperatură sub Ac1, timp de menținere și apoi răcit până la un proces de tratament termic la temperatura camerei. Procesele comune de revenire sunt: revenirea la temperatură joasă, revenirea la temperatură medie, revenirea la temperatură înaltă și revenirea multiplă.
Scopul revenirii: în principal eliminarea stresului produs de oțel în timpul călirii, astfel încât oțelul să aibă o duritate și o rezistență la uzură ridicate și să aibă plasticitatea și tenacitatea necesare.
5. Revenire: se referă la oțelul sau oțelul compozit supus procesului de călire și revenire la temperatură înaltă. În tratamentul de revenire al oțelului se numește oțel revenit. Se referă, în general, la oțelul structural cu conținut mediu de carbon și oțelul structural aliat cu conținut mediu de carbon.
6. Cementarea: Cementarea este procesul de penetrare a atomilor de carbon în stratul superficial al oțelului. De asemenea, are ca scop obținerea unui strat superficial din oțel cu conținut scăzut de carbon pentru piesa de prelucrat, care, după călire și revenire la temperatură joasă, are un strat superficial de oțel cu conținut ridicat de carbon, iar stratul superficial al piesei de prelucrat are o duritate și o rezistență ridicate la uzură, în timp ce partea centrală a piesei de prelucrat își păstrează tenacitatea și plasticitatea oțelului cu conținut scăzut de carbon.
Metoda de vid
Deoarece operațiunile de încălzire și răcire a pieselor metalice necesită o duzină sau chiar zeci de acțiuni pentru a fi finalizate. Aceste acțiuni sunt efectuate în interiorul cuptorului de tratament termic în vid, operatorul nu se poate apropia, așadar este necesar un grad de automatizare mai mare al cuptorului de tratament termic în vid. În același timp, unele acțiuni, cum ar fi încălzirea și menținerea la finalul procesului de călire a piesei metalice, trebuie să fie de șase, șapte acțiuni și să fie finalizate în 15 secunde. În condiții atât de agile, pentru a finaliza mai multe acțiuni, este ușor să provoace nervozitate din partea operatorului și să constituie o operare greșită. Prin urmare, numai un grad ridicat de automatizare poate asigura o coordonare precisă și la timp, în conformitate cu programul.
Tratamentul termic în vid al pieselor metalice se efectuează într-un cuptor închis cu vid, etanșarea strictă în vid fiind bine cunoscută. Prin urmare, pentru a obține și a respecta rata inițială de scurgere a aerului din cuptor, pentru a asigura vidul de lucru al cuptorului cu vid și pentru a asigura calitatea pieselor, tratamentul termic în vid are o importanță foarte mare. Așadar, o problemă cheie a cuptorului de tratament termic în vid este existența unei structuri de etanșare în vid fiabile. Pentru a asigura performanța de vid a cuptorului cu vid, proiectarea structurii cuptorului de tratament termic în vid trebuie să urmeze un principiu de bază: corpul cuptorului trebuie să utilizeze sudură etanșă la gaze, în timp ce deschiderea orificiilor corpului cuptorului trebuie să fie cât mai mică posibil, să se evite sau să se utilizeze o structură de etanșare dinamică, pentru a minimiza posibilitatea de scurgere a vidului. Componentele și accesoriile instalate în corpul cuptorului cu vid, cum ar fi electrozii răciți cu apă și dispozitivele de exportare a termocuplurilor, trebuie, de asemenea, proiectate pentru a etanșa structura.
Majoritatea materialelor de încălzire și izolație pot fi utilizate doar în vid. Încălzirea și izolația termică a căptușelii în cuptorul de tratament termic în vid funcționează în vid și la temperaturi ridicate, așa că aceste materiale prezintă cerințe de rezistență la temperaturi ridicate, radiații, conductivitate termică și alte cerințe. Cerințele de rezistență la oxidare nu sunt ridicate. Prin urmare, cuptorul de tratament termic în vid utilizează pe scară largă tantalul, tungstenul, molibdenul și grafit pentru materiale de încălzire și izolație termică. Aceste materiale se oxidează foarte ușor în stare atmosferică, prin urmare, cuptorul de tratament termic obișnuit nu poate utiliza aceste materiale de încălzire și izolație.
Dispozitiv răcit cu apă: carcasa cuptorului de tratament termic în vid, capacul cuptorului, elementele electrice de încălzire, electrozii răciți cu apă, ușa de izolație termică intermediară în vid și alte componente se află în vid, sub o stare de lucru termic. În condiții extrem de nefavorabile, trebuie să se asigure că structura fiecărei componente nu este deformată sau deteriorată, iar etanșarea în vid nu este supraîncălzită sau arsă. Prin urmare, fiecare componentă trebuie configurată în funcție de circumstanțe diferite pentru a asigura funcționarea normală a cuptorului de tratament termic în vid și o durată de viață suficientă.
Utilizarea recipientului în vid de joasă tensiune și curent ridicat: atunci când gradul de vid este de câțiva lxlo-1 torr, conductorul alimentat în recipientul în vid la o tensiune mai mare va produce un fenomen de descărcare luminescentă. În cuptorul de tratament termic în vid, o descărcare puternică cu arc va arde elementul electric de încălzire și stratul de izolație, provocând accidente majore și pierderi. Prin urmare, tensiunea de funcționare a elementului electric de încălzire al cuptorului de tratament termic în vid nu este, în general, mai mare de 80 până la 100 de volți. În același timp, în proiectarea structurii elementului electric de încălzire, se vor lua măsuri eficiente, cum ar fi evitarea suprapunerii pieselor și distanța dintre electrozi nu trebuie să fie prea mică, pentru a preveni generarea de descărcări luminescente sau descărcări cu arc.
Revenire
Conform diferitelor cerințe de performanță ale piesei de prelucrat, în funcție de diferitele temperaturi de revenire, aceasta poate fi împărțită în următoarele tipuri de revenire:
(a) revenire la temperatură joasă (150-250 grade)
Revenirea la temperatură joasă a structurii rezultate pentru martensita revenită. Scopul său este de a menține duritatea ridicată și rezistența ridicată la uzură a oțelului călit, sub premisa reducerii tensiunii interne de călire și a fragilității acestuia, pentru a evita ciobirea sau deteriorarea prematură în timpul utilizării. Este utilizat în principal pentru o varietate de scule așchietoare cu conținut ridicat de carbon, manometre, matrițe trase la rece, rulmenți și piese carburate etc., după revenire duritatea fiind în general HRC58-64.
(ii) revenire la temperatură medie (250-500 grade)
Organizare pentru revenire la temperatură medie pentru corpuri de cuarț revenite. Scopul său este de a obține o rezistență ridicată la curgere, o limită de elasticitate și o tenacitate ridicată. Prin urmare, este utilizat în principal pentru o varietate de arcuri și prelucrarea matrițelor la cald, duritatea revenirii fiind în general HRC35-50.
(C) revenire la temperatură înaltă (500-650 grade)
Revenirea la temperatură înaltă a structurii pentru Sohnita revenită. Tratamentul termic combinat obișnuit de călire și revenire la temperatură înaltă este cunoscut sub numele de tratament de revenire, scopul său fiind de a obține rezistență, duritate, plasticitate, tenacitate și proprietăți mecanice generale mai bune. Prin urmare, este utilizat pe scară largă în automobile, tractoare, mașini-unelte și alte piese structurale importante, cum ar fi biele, șuruburi, angrenaje și arbori. Duritatea după revenire este în general HB200-330.
Prevenirea deformărilor
Cauzele deformării matrițelor complexe de precizie sunt adesea complexe, dar trebuie doar să stăpânim legea deformării, să analizăm cauzele acesteia și să folosim diferite metode pentru a preveni, reduce și controla deformarea matriței. În general, tratamentul termic al deformării matrițelor complexe de precizie poate utiliza următoarele metode de prevenire.
(1) Selectarea rezonabilă a materialelor. Matrițele complexe de precizie trebuie selectate ca material, oțelul pentru matrițe cu microdeformare bună (cum ar fi oțelul de călire cu aer), oțelul pentru matrițe cu segregare serioasă a carburilor trebuie să fie supus unui tratament termic rezonabil de forjare și revenire, iar oțelul pentru matrițe mai mari și cele care nu pot fi forjate pot fi supus unui tratament termic de rafinare dublă în soluție solidă.
(2) Proiectarea structurii matriței trebuie să fie rezonabilă, grosimea nu trebuie să fie prea disparată, forma trebuie să fie simetrică, pentru ca deformarea matriței mai mari să respecte legea deformării, rezervăndu-se o toleranță de procesare, putând fi utilizate structuri combinate pentru matrițe mari, precise și complexe.
(3) Matrițele de precizie și complexe trebuie supuse unui tratament termic prealabil pentru a elimina tensiunea reziduală generată în procesul de prelucrare.
(4) Alegerea rezonabilă a temperaturii de încălzire, controlul vitezei de încălzire, pentru matrițele complexe de precizie, se pot utiliza încălzire lentă, preîncălzire și alte metode de încălzire echilibrate pentru a reduce deformarea tratamentului termic al matriței.
(5) Având în vedere premisa asigurării durității matriței, încercați să utilizați un proces de pre-răcire, răcire gradată, călire sau răcire la temperatură.
(6) Pentru matrițe de precizie și complexe, în condițiile permise, încercați să utilizați încălzirea în vid și tratamentul de răcire profundă după călire.
(7) Pentru unele matrițe de precizie și complexe se poate utiliza tratament termic prealabil, tratament termic de îmbătrânire, tratament termic de nitrurare și revenire pentru a controla precizia matriței.
(8) La repararea găurilor de nisip din matriță, a porozității, a uzurii și a altor defecte, se recomandă utilizarea unui aparat de sudură la rece și a altor echipamente de reparare sub impact termic pentru a evita deformarea procesului de reparare.
În plus, operarea corectă a procesului de tratament termic (cum ar fi astuparea găurilor, legarea găurilor, fixarea mecanică, metodele de încălzire adecvate, alegerea corectă a direcției de răcire a matriței și a direcției de mișcare în mediul de răcire etc.) și un proces rezonabil de tratament termic de revenire au ca scop reducerea deformării matrițelor de precizie și complexe sunt, de asemenea, măsuri eficiente.
Tratamentul termic de călire și revenire superficială se efectuează de obicei prin încălzire prin inducție sau încălzire cu flacără. Principalii parametri tehnici sunt duritatea superficială, duritatea locală și adâncimea stratului de călire efectivă. Testarea durității poate fi utilizată cu un duritatemetru Vickers, Rockwell sau un duritatemetru Rockwell de suprafață. Alegerea forței de testare (scala) este legată de adâncimea stratului călit efectiv și de duritatea superficială a piesei de prelucrat. Sunt implicate trei tipuri de durități.
În primul rând, duritatea Vickers este un mijloc important de testare a durității superficiale a pieselor tratate termic. Poate fi selectată o forță de testare de la 0,5 la 100 kg, testând un strat de întărire superficială de până la 0,05 mm grosime, iar precizia sa este cea mai mare și poate distinge micile diferențe de duritate superficială a pieselor tratate termic. În plus, duritatea Vickers trebuie detectată și de duritatea Vickers, așadar, pentru prelucrarea tratamentului termic de suprafață sau pentru un număr mare de unități care utilizează piese tratate termic de suprafață, este necesară echiparea cu un duritate Vickers.
În al doilea rând, duritatea suprafeței Rockwell este, de asemenea, foarte potrivită pentru testarea durității pieselor de prelucrat călite la suprafață. Duritatea suprafeței Rockwell are trei scale din care puteți alege. Poate testa adâncimea efectivă de călire mai mare de 0,1 mm pentru diferite piese de prelucrat călite la suprafață. Deși precizia durității suprafeței Rockwell nu este la fel de mare ca cea a durității Vickers, ca mijloc calificat de management al calității în instalațiile de tratament termic și de inspecție, a reușit să îndeplinească cerințele. Mai mult, are o funcționare simplă, ușor de utilizat, preț redus, măsurare rapidă, poate citi direct valoarea durității și alte caracteristici, utilizând duritatea suprafeței Rockwell pentru a testa rapid și nedistructiv bucată cu bucată o piesă de prelucrat tratată termic la suprafață. Acest lucru este important pentru instalațiile de prelucrare a metalelor și pentru fabricarea de utilaje.
În al treilea rând, atunci când stratul întărit după tratament termic al suprafeței este mai gros, se poate utiliza și un aparat de testare a durității Rockwell. Când grosimea stratului întărit după tratament termic este de 0,4 ~ 0,8 mm, se poate utiliza scara HRA, iar când grosimea stratului întărit este mai mare de 0,8 mm, se poate utiliza scara HRC.
Cele trei tipuri de valori ale durității Vickers, Rockwell și Rockwell de suprafață pot fi ușor convertite între ele, convertite la standarde, desene sau la valoarea durității dorite de utilizator. Tabelele de conversie corespunzătoare sunt prezentate în standardul internațional ISO, standardul american ASTM și standardul chinezesc GB/T.
Întărire localizată
Piesele care au cerințe locale de duritate mai mari, sunt disponibile pentru încălzire prin inducție și alte mijloace de tratament termic local de călire. De obicei, locația tratamentului termic local de călire și valoarea durității locale trebuie marcate pe desene. Testarea durității pieselor trebuie efectuată în zona desemnată. Instrumentele de testare a durității pot fi utilizate cu un aparat de testare a durității Rockwell pentru a testa valoarea durității HRC. De exemplu, dacă stratul de întărire este superficial prin tratament termic, se poate utiliza un aparat de testare a durității Rockwell pentru a testa valoarea durității HRN.
Tratament termic chimic
Tratamentul termic chimic are ca scop infiltrarea pe suprafața piesei de prelucrat a unuia sau mai multor elemente chimice sau atomi, astfel încât să se modifice compoziția chimică, organizarea și performanța suprafeței piesei de prelucrat. După călire și revenire la temperatură joasă, suprafața piesei de prelucrat prezintă o duritate ridicată, rezistență la uzură și rezistență la oboseală prin contact, în timp ce miezul piesei de prelucrat are o tenacitate ridicată.
Conform celor de mai sus, detectarea și înregistrarea temperaturii în procesul de tratament termic este foarte importantă, iar un control deficitar al temperaturii are un impact mare asupra produsului. Prin urmare, detectarea temperaturii este foarte importantă, tendința temperaturii pe parcursul întregului proces este, de asemenea, foarte importantă, rezultând în înregistrarea schimbării de temperatură în procesul de tratament termic, putând facilita analiza datelor viitoare, dar și pentru a vedea în ce moment temperatura nu îndeplinește cerințele. Acest lucru va juca un rol foarte important în îmbunătățirea tratamentului termic în viitor.
Proceduri operaționale
1. Curățați locul de operare, verificați dacă sursa de alimentare, instrumentele de măsurare și diversele întrerupătoare funcționează normal și dacă sursa de apă funcționează fără probleme.
2. Operatorii trebuie să poarte echipament de protecție a muncii adecvat, altfel va fi periculos.
3, deschideți comutatorul universal de transfer al puterii de control, în funcție de cerințele tehnice ale echipamentului, secțiunile gradate ale creșterii și scăderii temperaturii, pentru a prelungi durata de viață a echipamentului și a echipamentului intact.
4, acordați atenție temperaturii cuptorului de tratament termic și reglării vitezei benzii de plasă, puteți stăpâni standardele de temperatură necesare pentru diferite materiale, pentru a asigura duritatea piesei de prelucrat și rectilinietatea suprafeței și stratul de oxidare și, în același timp, faceți o treabă bună în ceea ce privește siguranța.
5. Acordați atenție temperaturii cuptorului de revenire și vitezei benzii de plasă, deschideți evacuarea aerului, astfel încât piesa de prelucrat să îndeplinească cerințele de calitate după revenire.
6, în lucrare ar trebui să se lipească de stâlp.
7, pentru a configura aparatura de stingere a incendiilor necesară și pentru a se familiariza cu metodele de utilizare și întreținere.
8. La oprirea mașinii, trebuie să verificăm dacă toate întrerupătoarele de control sunt în poziția oprit, apoi să închidem comutatorul universal de transfer.
Supraîncălzire
Din gura rugoasă a accesoriilor rolelor se poate observa supraîncălzirea microstructurii pieselor rulmenților după călire. Însă, pentru a determina gradul exact de supraîncălzire, trebuie observată microstructura. Dacă în structura de călire a oțelului GCr15 apare martensită cu ac grosier, aceasta este o supraîncălzire a structurii de oțel. Motivul formării acesteia poate fi temperatura de încălzire la călire prea ridicată sau timpul de încălzire și menținere prea lung cauzat de supraîncălzirea completă; de asemenea, se poate datora unei organizări inițiale serioase a benzii de carbură, în zona cu conținut scăzut de carbon dintre cele două benzi se formează un ac de martensită gros localizat, rezultând o supraîncălzire localizată. Austenita reziduală din structura supraîncălzită crește, iar stabilitatea dimensională scade. Din cauza supraîncălzirii structurii de oțel, cristalul de oțel devine gros, ceea ce duce la o reducere a tenacității pieselor, la reducerea rezistenței la impact și, de asemenea, la reducerea duratei de viață a rulmentului. Supraîncălzirea severă poate provoca chiar fisuri la călire.
Subîncălzire
O temperatură de călire scăzută sau o răcire slabă va produce o organizare a torrenitei mai mare decât cea standard în microstructură, cunoscută sub numele de organizare de subîncălzire, ceea ce duce la scăderea durității, reducerea drastică a rezistenței la uzură, afectând durata de viață a rulmentului.
Stingerea fisurilor
În timpul procesului de călire și răcire, componentele rulmenților formează fisuri, numite fisuri de călire, din cauza solicitărilor interne. Cauzele acestor fisuri sunt: din cauza temperaturii de încălzire la călire prea mari sau a răcirii prea rapide, tensiunea termică și modificarea volumului masei metalului, organizarea tensiunii fiind mai mare decât rezistența la fractură a oțelului; defectele inițiale ale suprafeței de lucru (cum ar fi fisurile sau zgârieturile de suprafață) sau defectele interne ale oțelului (cum ar fi zgura, incluziuni nemetalice grave, pete albe, reziduuri de contracție etc.) în timpul călirii formează o concentrare de stres; decarburarea severă a suprafeței și segregarea carburilor; componentele călite după revenire sunt insuficiente sau revenite prematur; tensiunea de perforare la rece prea mare cauzată de procesul anterior, forjarea îndoită, tăieturile adânci de strunjire, canelurile de ulei, muchiile ascuțite și așa mai departe. Pe scurt, cauza fisurilor de călire poate fi unul sau mai mulți dintre factorii de mai sus, prezența tensiunii interne fiind principalul motiv pentru formarea fisurilor de călire. Fisurile de călire sunt adânci și subțiri, cu o fractură dreaptă și fără culoare oxidată pe suprafața spartă. Adesea, pe colierul rulmentului se află o fisură longitudinală plată sau o fisură inelară; bila de oțel a rulmentului are o formă de S, T sau inelar. Caracteristica organizațională a fisurii de călire este lipsa fenomenului de decarburare pe ambele părți ale fisurii, fiind clar distinctă de fisurile de forjare și de fisurile materiale.
Deformare prin tratament termic
În timpul tratamentului termic al pieselor rulmenților NACHI, există solicitări termice și solicitări organizaționale. Aceste solicitări interne pot fi suprapuse sau parțial compensate. Sunt complexe și variabile, deoarece pot fi modificate în funcție de temperatura de încălzire, viteza de încălzire, modul de răcire, viteza de răcire, forma și dimensiunea pieselor, astfel încât deformarea prin tratamentul termic este inevitabilă. Recunoașterea și stăpânirea regulilor de deformare a pieselor rulmenților (cum ar fi ovalul gulerului, dimensiunea etc.) poate fi plasată într-un interval controlabil, favorabil producției. Desigur, în procesul de tratament termic, piesele vor suferi și coliziuni mecanice, dar această deformare poate fi utilizată pentru a îmbunătăți funcționarea, a o reduce și a evita.
Decarburarea suprafeței
Piesele rulmenților din accesoriile rolelor, aflate în procesul de tratament termic, sunt încălzite într-un mediu oxidant, ceea ce duce la oxidarea suprafeței, reducând fracția de masă de carbon de la suprafața pieselor, rezultând o decarburare a suprafeței. O adâncime a stratului de decarburare de la suprafață mai mare decât cantitatea de retenție din prelucrarea finală va duce la dezmembrarea pieselor. Determinarea adâncimii stratului de decarburare de la suprafață se face prin examinarea metalografică utilizând metodele metalografice și microduritatea disponibile. Curba de distribuție a microdurității stratului de suprafață se bazează pe metoda de măsurare și poate fi utilizată ca criteriu de arbitraj.
Punct slab
Din cauza încălzirii insuficiente, a răcirii deficitare, operațiunea de călire cauzată de duritatea superficială necorespunzătoare a pieselor rulmenților este un fenomen cunoscut sub numele de punct moale de călire. Decarburarea suprafeței poate provoca o scădere semnificativă a rezistenței la uzură și a rezistenței la oboseală a suprafeței.
Data publicării: 05 dec. 2023