Tepelné zpracování označuje tepelný proces kovu, při kterém se materiál zahřívá, udržuje a ochlazuje v pevném stavu, aby se dosáhlo požadované organizace a vlastností.
I. Tepelné zpracování
1, Normalizace: ocel nebo ocelové kusy zahřáté na kritický bod AC3 nebo ACM nad příslušnou teplotou, aby se po ochlazení na vzduchu udržela po určitou dobu nad příslušnou teplotou, aby se dosáhlo perlitického typu organizace procesu tepelného zpracování.
2, Žíhání: eutektický ocelový obrobek zahřátý na AC3 nad 20-40 stupňů, po určité době držení, s pecí pomalu ochlazenou (nebo zahrabanou v písku nebo vápně) na 500 stupňů pod ochlazovací teplotou v procesu tepelného zpracování vzduchem.
3, Tepelné zpracování v pevném roztoku: slitina se zahřeje na vysokoteplotní oblast jednofázové konstantní teploty, aby se udržela konstantní teplota, aby se přebytečná fáze zcela rozpustila v pevném roztoku, a poté se rychle ochladí, aby se dosáhlo tepelného zpracování v přesyceném pevném roztoku.
4. Stárnutí: Po tepelném zpracování v pevném roztoku nebo plastické deformaci za studena slitiny, pokud je umístěna při pokojové teplotě nebo uchovávána při mírně vyšší teplotě, než je pokojová teplota, se její vlastnosti s časem mění.
5, Zpracování pevným roztokem: aby se slitina v různých fázích plně rozpustila, posílila pevný roztok a zlepšila se houževnatost a odolnost proti korozi, eliminovalo se napětí a změkčení, aby se mohlo pokračovat ve zpracování lití.
6, Stárnutí: zahřívání a udržování na teplotě srážení výztužné fáze, aby se srážení výztužné fáze vysráželo, vytvrdilo a zlepšilo pevnost.
7, Kalení: austenitizace oceli po ochlazení vhodnou rychlostí ochlazování, takže obrobek v průřezu má celou nebo určitou škálu nestabilní organizační struktury, jako je martenzitická transformace v procesu tepelného zpracování.
8, Popouštění: kalený obrobek se po určitou dobu zahřeje na kritický bod AC1 pod příslušnou teplotu a poté se ochladí v souladu s požadavky metody, aby se dosáhlo požadované organizace a vlastností procesu tepelného zpracování.
9, Nitrokarbonizace oceli: Nitrokarbonizace je proces, při kterém se do povrchové vrstvy oceli současně vnáší uhlík a dusík. Obvyklá nitrokarbonizace, známá také jako kyanid, je středněteplotní plynová nitrokarbonizace a nízkoteplotní plynová nitrokarbonizace (tj. plynová nitrocementace), se používá častěji. Hlavním účelem středněteplotní plynové nitrokarbonizace je zlepšení tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a únavové pevnosti oceli. Nízkoteplotní plynová nitrokarbonizace je založena na nitridaci a jejím hlavním účelem je zlepšení odolnosti oceli proti opotřebení a odolnosti proti kousnutí.
10, Popouštění (kalení a popouštění): Obecně se kalení a popouštění provádí při vysokých teplotách v kombinaci s tepelným zpracováním, známým jako popouštění. Popouštění se široce používá v řadě důležitých konstrukčních částí, zejména těch, které pracují se střídavým zatížením ojnic, šroubů, ozubených kol a hřídelí. Popouštění po popouštění vede k dosažení popouštěné sohnitové organizace, jejíž mechanické vlastnosti jsou lepší než u normalizované sohnitové organizace se stejnou tvrdostí. Jeho tvrdost závisí na teplotě popouštění při vysokých teplotách a stabilitě popouštění oceli a velikosti průřezu obrobku, obvykle mezi HB200-350.
11, Pájení: s pájecím materiálem budou dva druhy ohřevu obrobku tavením spojeny dohromady procesem tepelného zpracování.
II.Tcharakteristiky procesu
Tepelné zpracování kovů je jedním z důležitých procesů ve strojírenské výrobě. Ve srovnání s jinými obráběcími procesy tepelné zpracování obecně nemění tvar obrobku a celkové chemické složení, ale změnou vnitřní mikrostruktury obrobku nebo změnou chemického složení povrchu obrobku se zlepšují jeho užitné vlastnosti. Vyznačuje se zlepšením vnitřní kvality obrobku, což obvykle není viditelné pouhým okem. Aby se dosáhlo požadovaných mechanických, fyzikálních a chemických vlastností kovového obrobku, je kromě rozumného výběru materiálů a různých procesů tváření často nezbytné i tepelné zpracování. Ocel je nejrozšířenějším materiálem ve strojírenství. Mikrostruktura oceli je složitá a tepelným zpracováním lze řídit, takže tepelné zpracování oceli je hlavní součástí tepelného zpracování kovů. Kromě toho lze tepelně zpracovat i hliník, měď, hořčík, titan a další slitiny, aby se změnily jejich mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti, a tím se dosáhlo různých výkonových parametrů.
III..Tproces
Proces tepelného zpracování obvykle zahrnuje tři procesy ohřevu, udržování a chlazení, někdy pouze dva procesy ohřevu a chlazení. Tyto procesy jsou vzájemně propojeny a nelze je přerušit.
Ohřev je jedním z důležitých procesů tepelného zpracování. Tepelné zpracování kovů má mnoho metod ohřevu, z nichž nejstarší je použití dřevěného uhlí a uhlí jako zdroje tepla, v poslední době se používají kapalná a plynná paliva. Použití elektřiny usnadňuje regulaci ohřevu a neznečišťuje životní prostředí. Tyto zdroje tepla lze použít jak k přímému ohřevu, tak i k nepřímému ohřevu roztavenou solí nebo kovem s plovoucími částicemi.
Při zahřívání kovu je obrobek vystaven vzduchu, dochází k oxidaci a často k oduhličení (tj. ke snížení obsahu uhlíku na povrchu ocelových dílů), což má velmi negativní vliv na povrchové vlastnosti tepelně zpracovaných dílů. Proto by měl být kov obvykle ohříván v kontrolované atmosféře nebo ochranné atmosféře roztavenou solí a vakuem, ale také by měl být použit ochranný povlak nebo obalové metody pro ohřev.
Teplota ohřevu je jedním z důležitých procesních parametrů procesu tepelného zpracování. Volba a regulace teploty ohřevu je klíčová pro zajištění kvality tepelného zpracování. Teplota ohřevu se liší v závislosti na zpracovávaném kovovém materiálu a účelu tepelného zpracování, ale obecně se zahřívá nad teplotu fázového přechodu, aby se dosáhlo vysoké teploty. Transformace navíc vyžaduje určitý čas, takže jakmile povrch kovového obrobku dosáhne požadované teploty ohřevu, musí se na této teplotě udržovat po určitou dobu, aby se vnitřní a vnější teplota vyrovnaly a mikrostruktura se dokončila, což se nazývá doba výdrže. Při použití ohřevu s vysokou hustotou energie a povrchového tepelného zpracování je rychlost ohřevu extrémně rychlá a obvykle nedochází k žádné době výdrže, zatímco při chemickém tepelném zpracování je doba výdrže často delší.
Chlazení je také nepostradatelným krokem v procesu tepelného zpracování a metody chlazení se liší, zejména proto, že se řídí rychlostí chlazení. Obecně je rychlost chlazení při žíhání nejpomalejší, rychlost chlazení při normalizaci je rychlejší a rychlost chlazení při kalení je také rychlejší. Vzhledem k různým typům ocelí a jejich různým požadavkům lze například ocel kalená na vzduchu kalit stejnou rychlostí chlazení jako při normalizaci.
IV.Pklasifikace procesů
Proces tepelného zpracování kovů lze zhruba rozdělit na celkové tepelné zpracování, povrchové tepelné zpracování a chemické tepelné zpracování do tří kategorií. V závislosti na topném médiu, teplotě ohřevu a metodě chlazení lze každou kategorii rozdělit do několika různých procesů tepelného zpracování. Stejný kov může při použití různých procesů tepelného zpracování dosáhnout různé struktury, a tím i různých vlastností. Železo a ocel jsou v průmyslu nejpoužívanějšími kovy a mikrostruktura oceli je také nejsložitější, proto existuje celá řada procesů tepelného zpracování oceli.
Celkové tepelné zpracování je celkový ohřev obrobku a následné ochlazování vhodnou rychlostí za účelem dosažení požadované metalurgické organizace, za účelem změny jeho celkových mechanických vlastností pomocí procesu tepelného zpracování kovu. Celkové tepelné zpracování oceli zahrnuje čtyři základní procesy: hrubé žíhání, normalizace, kalení a popouštění.
Proces znamená:
Žíhání je proces, při kterém se obrobek zahřeje na vhodnou teplotu, v závislosti na materiálu a velikosti obrobku, s různou dobou výdrže a poté se pomalu ochladí. Účelem je dosáhnout vnitřní organizace kovu, aby se dosáhlo rovnovážného stavu nebo se k němu přiblížilo, aby se dosáhlo dobrého výkonu a vlastností procesu, nebo aby se dále kalilo pro úpravu přípravy.
Normalizace je proces, při kterém se obrobek po ochlazení na vzduchu zahřeje na vhodnou teplotu. Účinek normalizace je podobný žíhání, pouze za účelem dosažení jemnější struktury. Často se používá ke zlepšení řezného výkonu materiálu, ale někdy se používá i pro některé méně náročné díly jako konečné tepelné zpracování.
Kalení je proces, při kterém se obrobek zahřeje a izoluje ve vodě, oleji nebo jiných anorganických solích, organických vodných roztocích a dalších kalicích médiích pro rychlé ochlazení. Po kalení ocelové díly tvrdnou, ale zároveň křehnou. Aby se křehkost včas odstranila, je obvykle nutné včasné popouštění.
Aby se snížila křehkost ocelových dílů, kalení ocelových dílů při vhodné teplotě vyšší než pokojová teplota a nižší než 650 °C po delší dobu izolace a následné ochlazování se nazývá popouštění. Žíhání, normalizace, kalení a popouštění je celkové tepelné zpracování ve „čtyř ohních“, přičemž kalení a popouštění spolu úzce souvisí a často se používají společně, takže jeden z nich je nezbytný. „Čtyř ohňů“ se liší teplotou ohřevu a režimem chlazení a vyvinuly se různé procesy tepelného zpracování. Aby se dosáhlo určitého stupně pevnosti a houževnatosti, kalení a popouštění při vysokých teplotách se kombinuje s procesem známým jako popouštění. Po kalení některých slitin do přesyceného pevného roztoku se slitiny udržují při pokojové teplotě nebo při vhodné teplotě o něco vyšší po delší dobu, aby se zlepšila tvrdost, pevnost nebo magnetismus slitiny. Takový proces tepelného zpracování se nazývá stárnutí.
Tlakové deformační zpracování a tepelné zpracování se efektivně a těsně kombinují, aby obrobek získal velmi dobrou pevnost a houževnatost metodou známou jako deformační tepelné zpracování; tepelné zpracování probíhá v podtlakové atmosféře nebo ve vakuu, což nejenže zabraňuje oxidaci obrobku, neoduhličení, udržuje povrch obrobku po zpracování a zlepšuje jeho vlastnosti, ale také díky osmotickému činidlu umožňuje chemické tepelné zpracování.
Povrchové tepelné zpracování je pouze ohřev povrchové vrstvy obrobku za účelem změny mechanických vlastností povrchové vrstvy v procesu tepelného zpracování kovu. Aby se ohřála pouze povrchová vrstva obrobku bez nadměrného přenosu tepla do obrobku, musí mít použitý zdroj tepla vysokou hustotu energie, tj. v jednotce plochy obrobku se musí dodávat větší tepelná energie, aby povrchová vrstva obrobku mohla být lokalizována nebo za krátkou dobu nebo okamžitě dosažena vysoká teplota. Hlavní metody povrchového tepelného zpracování jsou kalení plamenem a indukční ohřev, běžně používané zdroje tepla jsou plamen s kyslíko-acetylenovým nebo kyslíko-propanovým plamenem, indukční proud, laser a elektronový paprsek.
Chemické tepelné zpracování je proces tepelného zpracování kovů, při kterém se mění chemické složení, uspořádání a vlastnosti povrchové vrstvy obrobku. Chemické tepelné zpracování se liší od povrchového tepelného zpracování tím, že první jmenované mění chemické složení povrchové vrstvy obrobku. Chemické tepelné zpracování se provádí na obrobku obsahujícím uhlík, solné médium nebo jiné legující prvky (plyn, kapalina, pevná látka) během ohřevu a izolace po delší dobu, takže povrchová vrstva obrobku se infiltruje uhlíkem, dusíkem, borem, chromem a dalšími prvky. Po infiltraci prvků se někdy provedou další procesy tepelného zpracování, jako je kalení a popouštění. Hlavními metodami chemického tepelného zpracování jsou cementace, nitridace a penetrace kovu.
Tepelné zpracování je jedním z důležitých procesů ve výrobním procesu mechanických dílů a forem. Obecně řečeno, může zajistit a zlepšit různé vlastnosti obrobku, jako je odolnost proti opotřebení a korozi. Může také zlepšit organizaci polotovaru a stav napětí, aby se usnadnila různá zpracování za studena i za tepla.
Například: bílá litina po dlouhé době žíhání může být kujná, což zlepšuje plasticitu; ozubená kola se správným procesem tepelného zpracování mohou mít delší životnost než ozubená kola, která se tepelně nezpracovávají několikrát nebo i desítkykrát; levná uhlíková ocel má navíc díky infiltraci určitých legujících prvků některé dražší legované oceli a může nahradit některé žáruvzdorné oceli a nerezové oceli; formy a matrice téměř všechny musí projít tepelným zpracováním a lze je použít až po tepelném zpracování.
Doplňkové prostředky
I. Druhy žíhání
Žíhání je proces tepelného zpracování, při kterém se obrobek zahřeje na vhodnou teplotu, udržuje se na ní po určitou dobu a poté se pomalu ochladí.
Existuje mnoho typů procesů žíhání oceli. Podle teploty ohřevu je lze rozdělit do dvou kategorií: první je na kritické teplotě (Ac1 nebo Ac3) nad kritickou teplotou žíhání, známé také jako rekrystalizační žíhání s fázovou změnou, které zahrnuje úplné žíhání, neúplné žíhání, sféroidní žíhání a difuzní žíhání (homogenizační žíhání) atd.; druhá je pod kritickou teplotou žíhání, která zahrnuje rekrystalizační žíhání a žíhání s uvolněním pnutí atd. Podle metody chlazení lze žíhání rozdělit na izotermické žíhání a žíhání s kontinuálním chlazením.
1, úplné žíhání a izotermické žíhání
Žíhání za úplného zhutnění, také známé jako rekrystalizační žíhání, obecně označované jako žíhání za tepla, spočívá v zahřátí oceli nebo oceli na teplotu Ac3 nad 20 ~ 30 °C, po dobu dostatečně dlouhou, aby se po pomalém ochlazování zcela austenitizovala, a dosáhla téměř rovnovážné struktury procesu tepelného zpracování. Toto žíhání se používá hlavně pro sub-eutektické složení různých uhlíkových a legovaných ocelových odlitků, výkovků a za tepla válcovaných profilů a někdy také pro svařované konstrukce. Obvykle se používá jako finální tepelné zpracování řady lehkých obrobků nebo jako předehřevní zpracování některých obrobků.
2, žíhání v kuličce
Sférické žíhání se používá hlavně pro nadeutektické uhlíkové oceli a legované nástrojové oceli (například pro výrobu nástrojů s břity, kalibrů, forem a zápustek používaných v této oceli). Jeho hlavním účelem je snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti a příprava pro budoucí kalení.
3, žíhání pro odlehčení pnutí
Žíhání pro odstranění pnutí, známé také jako nízkoteplotní žíhání (nebo vysokoteplotní popouštění), se používá hlavně k odstranění zbytkového pnutí v odlitcích, výkovcích, svařencích, za tepla válcovaných dílech, za studena tažených dílech a dalších součástech. Pokud se toto pnutí neodstraní, dojde po určité době nebo při následném řezání k deformaci nebo prasklinám v oceli.
4. Neúplné žíhání spočívá v zahřátí oceli na teplotu Ac1 ~ Ac3 (subeutektická ocel) nebo Ac1 ~ ACcm (nadeutektická ocel) mezi tepelnou úpravou a pomalým ochlazováním, aby se dosáhlo téměř vyvážené organizace procesu tepelného zpracování.
II.kalení, nejčastěji používaným chladicím médiem je solanka, voda a olej.
Kalení obrobku ve slané vodě umožňuje snadno dosáhnout vysoké tvrdosti a hladkého povrchu. Kalení není snadné, netvoří tvrdá měkká místa, ale snadno způsobí, že se obrobek deformuje, což může vést k vážným praskáním. Použití oleje jako kalicího média je vhodné pouze pro stabilitu podchlazeného austenitu, který je poměrně velký u některých legovaných ocelí nebo u malých obrobků z uhlíkových ocelí.
III..účel popouštění oceli
1, snížení křehkosti, odstranění nebo snížení vnitřního napětí, kalení oceli má velké vnitřní napětí a křehkost, například nedostatečné popouštění často vede k deformaci oceli nebo dokonce k praskání.
2, pro dosažení požadovaných mechanických vlastností obrobku, obrobku po kalení s vysokou tvrdostí a křehkostí, aby se splnily požadavky na různé vlastnosti různých obrobků, můžete upravit tvrdost vhodným popouštěním, aby se snížila křehkost, požadovaná houževnatost a plasticita.
3. Stabilizujte velikost obrobku
4, některé legované oceli je obtížné změkčit žíháním. Kalení (nebo normalizace) se často používá po vysokoteplotním popouštění, aby se karbid oceli vhodně shlukoval a tvrdost se snížila, což usnadní řezání a zpracování.
Doplňkové pojmy
1, žíhání: označuje kovové materiály zahřáté na vhodnou teplotu, udržované po určitou dobu a poté pomalu ochlazené tepelným zpracováním. Mezi běžné procesy žíhání patří: rekrystalizační žíhání, žíhání za účelem uvolnění pnutí, sféroidní žíhání, úplné žíhání atd. Účel žíhání: především ke snížení tvrdosti kovových materiálů, zlepšení plasticity, k usnadnění řezání nebo tlakového obrábění, ke snížení zbytkového napětí, ke zlepšení organizace a složení homogenizovaného materiálu nebo k tepelnému zpracování, aby se připravila na organizaci.
2, normalizace: označuje ocel nebo ocel zahřátou na nebo nad 30 ~ 50 °C (ocel v kritickém bodě teploty) pro udržení vhodné doby ochlazování na klidném vzduchu. Účel normalizace: především zlepšení mechanických vlastností nízkouhlíkové oceli, zlepšení řeznosti a obrobitelnosti, zjemnění zrna, odstranění strukturních vad a následné tepelné zpracování pro přípravu struktury.
3, kalení: označuje ocel zahřátou na teplotu Ac3 nebo Ac1 (ocel pod kritickým bodem teploty) nad určitou teplotu, udržovanou po určitou dobu a poté odpovídající rychlostí ochlazování, aby se dosáhlo martenzitické (nebo bainitické) organizace tepelným zpracováním. Mezi běžné procesy kalení patří kalení v jednom médiu, kalení ve dvou médiích, martenzitické kalení, izotermické kalení v bainitu, povrchové kalení a lokální kalení. Účel kalení: dosáhnout požadované martenzitické organizace ocelových dílů, zlepšit tvrdost obrobku, pevnost a odolnost proti oděru, aby se následné tepelné zpracování dobře připravilo na danou organizaci.
4, popouštění: označuje kalení oceli, její zahřátí na teplotu nižší než Ac1, dobu výdrže a následné ochlazení na pokojovou teplotu. Běžné procesy popouštění jsou: nízkoteplotní popouštění, středněteplotní popouštění, vysokoteplotní popouštění a vícenásobné popouštění.
Účel popouštění: hlavně k odstranění napětí způsobeného ocelí při kalení, aby ocel měla vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení a měla požadovanou plasticitu a houževnatost.
5, popouštění: označuje ocel nebo ocel pro kalení a vysokoteplotní popouštění v rámci kompozitního tepelného zpracování. Používá se při popouštění oceli, nazývané popouštěná ocel. Obecně se vztahuje na středně uhlíkovou konstrukční ocel a středně uhlíkovou legovanou konstrukční ocel.
6, cementace: cementace je proces, při kterém atomy uhlíku pronikají do povrchové vrstvy oceli. Jeho cílem je vytvořit obrobek z nízkouhlíkové oceli s povrchovou vrstvou z vysokouhlíkové oceli a následně po kalení a popouštění za nízkých teplot dosáhnout vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení na povrchové vrstvě obrobku, zatímco střední část obrobku si zachovává houževnatost a plasticitu nízkouhlíkové oceli.
Vakuová metoda
Protože ohřev a chlazení kovových obrobků vyžaduje tucet nebo dokonce desítky akcí. Tyto akce se provádějí ve vakuové peci pro tepelné zpracování, kam se obsluha nemůže přiblížit, je proto nutný vyšší stupeň automatizace vakuové pece pro tepelné zpracování. Zároveň některé akce, jako je ohřev a kalení kovového obrobku na konci procesu, musí trvat šest až sedm akcí a být dokončeny do 15 sekund. Takové agilní podmínky pro provedení mnoha akcí mohou snadno způsobit nervozitu obsluhy a způsobit chybnou obsluhu. Proto pouze vysoký stupeň automatizace může zajistit přesnou a včasnou koordinaci v souladu s programem.
Vakuové tepelné zpracování kovových dílů se provádí v uzavřené vakuové peci, kde je striktní vakuové těsnění dobře známo. Proto má vakuové tepelné zpracování velký význam pro dosažení a dodržení původní míry úniku vzduchu z pece, zajištění pracovního vakua vakuové pece a zajištění kvality dílů. Klíčovým aspektem vakuové pece pro tepelné zpracování je tedy spolehlivá vakuová těsnicí konstrukce. Aby byl zajištěn vakuový výkon vakuové pece, musí se konstrukce pece pro tepelné zpracování řídit základním principem: těleso pece musí být svařeno plynotěsně, otvory v těle pece musí být co nejméně otevírány nebo vůbec otevírány, a musí se používat méně nebo se vyhýbat dynamickému těsnění, aby se minimalizovala možnost úniku vakua. Součásti a příslušenství instalované v tělese vakuové pece, jako jsou vodou chlazené elektrody a termočlánky, musí být také navrženy tak, aby těsnily konstrukci.
Většinu topných a izolačních materiálů lze použít pouze ve vakuu. Vytápění a tepelná izolace v pecích pro vakuové tepelné zpracování probíhá ve vakuu a při vysokých teplotách, takže tyto materiály kladou vysoké teplotní požadavky, odolnost vůči záření, tepelnou vodivost a další požadavky. Požadavky na odolnost proti oxidaci nejsou vysoké. Proto se ve vakuových pecích pro tepelné zpracování široce používají tantal, wolfram, molybden a grafit jako topné a tepelně izolační materiály. Tyto materiály se v atmosférickém stavu velmi snadno oxidují, proto je nelze použít v běžných pecích pro tepelné zpracování.
Vodou chlazené zařízení: plášť pece pro vakuové tepelné zpracování, kryt pece, elektrické topné články, vodou chlazené elektrody, mezilehlé dveře pro vakuovou tepelnou izolaci a další součásti jsou ve vakuu a vystaveny tepelnému zpracování. Při práci za těchto extrémně nepříznivých podmínek je nutné zajistit, aby se struktura každé součásti nedeformovala ani nepoškodila a aby se vakuové těsnění nepřehřálo ani nespálilo. Proto by každá součást měla být chlazena vodou podle různých okolností, aby se zajistilo, že pec pro vakuové tepelné zpracování bude normálně fungovat a bude mít dostatečnou životnost.
Použití nízkonapěťového a vysokonapěťového zařízení: vakuová nádoba. Pokud stupeň vakua dosahuje několika lx10-1 torr, vakuová nádoba obsahuje vodič pod napětím s vyšším napětím, což vede k doutnavému výboji. Ve vakuové peci pro tepelné zpracování může silný obloukový výboj spálit elektrický topný článek a izolační vrstvu, což může vést k vážným nehodám a ztrátám. Proto pracovní napětí elektrického topného článku vakuové pece obvykle nepřesahuje 80 až 100 voltů. Zároveň je třeba při návrhu elektrického topného článku přijmout účinná opatření, jako je snaha vyhnout se kontaktu špiček s díly a omezení vzdálenosti elektrod mezi nimi, aby se zabránilo vzniku doutnavého nebo obloukového výboje.
Temperování
Podle různých výkonnostních požadavků na obrobek a podle jeho různých teplot popouštění lze popouštění rozdělit na následující typy:
(a) nízkoteplotní popouštění (150–250 stupňů)
Nízkoteplotní popouštění výsledné struktury popouštěného martenzitu. Jeho účelem je udržet vysokou tvrdost a odolnost kalené oceli proti opotřebení za předpokladu snížení vnitřního napětí a křehkosti při kalení, aby se zabránilo odštípnutí nebo předčasnému poškození během používání. Používá se hlavně pro různé řezné nástroje s vysokým obsahem uhlíku, měřidla, zápustky tažené za studena, valivá ložiska a cementované díly atd. Tvrdost po popouštění je obvykle HRC58-64.
(ii) popouštění za střední teploty (250–500 stupňů)
Středoteplotní popouštění pro kalené křemenné těleso. Jeho účelem je dosáhnout vysoké meze kluzu, meze pružnosti a vysoké houževnatosti. Proto se používá hlavně pro různé pružiny a zpracování forem za tepla, tvrdost popouštění je obecně HRC35-50.
(C) popouštění za vysokých teplot (500-650 stupňů)
Vysokoteplotní popouštění je organizace pro popouštěný sohnit. Obvyklé kombinované tepelné zpracování kalením a vysokoteplotním popouštěním, známé jako popouštění, má za cíl dosáhnout pevnosti, tvrdosti a plasticity, houževnatosti a celkově lepších mechanických vlastností. Proto se široce používá v automobilech, traktorech, obráběcích strojích a dalších důležitých konstrukčních částech, jako jsou ojnice, šrouby, ozubená kola a hřídele. Tvrdost po popouštění je obecně HB200-330.
Prevence deformací
Příčiny deformace přesných složitých forem jsou často složité, ale my se snažíme pochopit zákony deformace, analyzovat jejich příčiny a pomocí různých metod zabránit deformaci formy, abychom ji mohli snížit, ale také kontrolovat. Obecně lze tepelné zpracování deformace přesných složitých forem zabránit následujícími metodami.
(1) Rozumný výběr materiálu. Pro přesné a složité formy by měl být vybrán materiál z oceli s dobrou mikrodeformací (například ocel kalená na vzduchu). U oceli s vysokou segregací karbidů by mělo být provedeno rozumné tepelné zpracování kováním a popouštěním. Větší a nekovné oceli pro formy lze použít dvojnásobné tepelné zpracování zušlechťováním v pevném roztoku.
(2) Návrh struktury formy by měl být přiměřený, tloušťka by neměla být příliš rozdílná, tvar by měl být symetrický, aby deformace větší formy zvládla zákon deformace, s rezervovaným přídavkem na zpracování, pro velké, přesné a složité formy lze použít kombinované struktury.
(3) Přesné a složité formy by měly být předem tepelně ošetřeny, aby se eliminovalo zbytkové pnutí vznikající v procesu obrábění.
(4) Rozumná volba teploty ohřevu, regulace rychlosti ohřevu, u přesných složitých forem lze použít pomalý ohřev, předehřev a další vyvážené metody ohřevu, aby se snížila deformace formy při tepelném zpracování.
(5) Za předpokladu zajištění tvrdosti formy se snažte použít předchlazení, postupné ochlazování nebo teplotní kalení.
(6) U přesných a složitých forem, pokud to podmínky dovolí, zkuste použít vakuové kalení a po kalení hluboké ochlazení.
(7) U některých přesných a složitých forem lze k řízení přesnosti formy použít předehřevní zpracování, tepelné zpracování stárnutím, popouštění a nitridační tepelné zpracování.
(8) Při opravě otvorů ve formě, pórovitosti, opotřebení a dalších vad se používá svařovací stroj za studena a další tepelné působení opravného zařízení, aby se zabránilo deformaci v důsledku procesu opravy.
Kromě toho jsou účinnými opatřeními pro snížení deformace přesných a složitých forem také správný postup tepelného zpracování (jako je ucpávání otvorů, spojování otvorů, mechanická fixace, vhodné metody ohřevu, správná volba směru chlazení formy a směru pohybu chladicího média atd.) a přiměřené temperování.
Povrchové kalení a popouštění se obvykle provádí indukčním ohřevem nebo ohřevem plamenem. Hlavními technickými parametry jsou povrchová tvrdost, lokální tvrdost a hloubka efektivní zpevněné vrstvy. Pro zkoušku tvrdosti lze použít tvrdoměr dle Vickerse, lze také použít tvrdoměr dle Rockwella nebo povrchový tvrdoměr dle Rockwella. Volba zkušební síly (stupnice) souvisí s hloubkou efektivní zpevněné vrstvy a povrchovou tvrdostí obrobku. Používají se tři druhy tvrdoměrů.
Za prvé, tvrdoměr dle Vickerse je důležitým prostředkem pro testování povrchové tvrdosti tepelně zpracovaných obrobků. Lze jej zvolit v rozsahu zkušební síly od 0,5 do 100 kg a testovat vrstvu povrchového zpevnění o tloušťce až 0,05 mm. Jeho přesnost je nejvyšší a umožňuje rozlišit malé rozdíly v povrchové tvrdosti tepelně zpracovaných obrobků. Kromě toho by měl tvrdoměr dle Vickerse detekovat i hloubku efektivní zkalené vrstvy, takže pro tepelné zpracování povrchu nebo pro velký počet jednotek používajících tepelné zpracování povrchu obrobků je nutné mít tvrdoměr dle Vickerse.
Za druhé, povrchový tvrdoměr Rockwell je také velmi vhodný pro testování tvrdosti povrchově kalených obrobků. Povrchový tvrdoměr Rockwell má tři stupnice, ze kterých si můžete vybrat. Dokáže testovat efektivní hloubku kalení více než 0,1 mm u různých povrchově kalených obrobků. Přestože přesnost povrchového tvrdoměru Rockwell není tak vysoká jako u tvrdoměru Vickers, jako kvalifikovaný prostředek kontroly kvality v závodech na tepelné zpracování splňuje požadavky. Navíc se vyznačuje jednoduchým ovládáním, snadnou použitelností, nízkou cenou, rychlým měřením a umožňuje přímo odečíst hodnotu tvrdosti a další charakteristiky. Použití povrchového tvrdoměru Rockwell umožňuje rychlé a nedestruktivní kusové testování povrchově kalených obrobků. To je důležité pro závody na zpracování kovů a strojírenství.
Za třetí, pokud je povrchová tepelně zpracovaná kalená vrstva silnější, lze použít také Rockwellův tvrdoměr. Pokud je kalená vrstva po tepelném zpracování silnější 0,4 ~ 0,8 mm, lze použít stupnici HRA, a pokud je kalená vrstva silnější než 0,8 mm, lze použít stupnici HRC.
Tvrdost dle Vickerse, Rockwella a tvrdost dle Rockwella lze snadno převést na sebe, do norem, výkresů nebo dle potřeby uživatele. Odpovídající převodní tabulky jsou uvedeny v mezinárodní normě ISO, americké normě ASTM a čínské normě GB/T.
Lokalizované kalení
U dílů s vyššími požadavky na místní tvrdost, dostupným indukčním ohřevem a dalšími prostředky lokálního kalení, je obvykle nutné na výkresech vyznačit místo lokálního kalení a hodnotu místní tvrdosti. Zkouška tvrdosti dílů by se měla provádět v určené oblasti. Pro zkoušení tvrdosti HRC lze použít Rockwellův tvrdoměr, například pro kalení tenké vrstvy, a pro zkoušení tvrdosti HRN lze použít Rockwellův tvrdoměr.
Chemické tepelné zpracování
Chemické tepelné zpracování spočívá v infiltraci povrchu obrobku jedním nebo několika atomy chemických prvků, čímž se změní chemické složení, uspořádání a vlastnosti povrchu obrobku. Po kalení a popouštění za nízkých teplot má povrch obrobku vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a kontaktní únavovou pevnost, zatímco jádro obrobku má vysokou houževnatost.
Z výše uvedeného vyplývá, že detekce a zaznamenávání teploty v procesu tepelného zpracování je velmi důležité a špatná regulace teploty má velký vliv na produkt. Proto je detekce teploty velmi důležitá a také sledování teplotního trendu v celém procesu. V důsledku toho je nutné zaznamenávat změny teploty v procesu tepelného zpracování. To může usnadnit budoucí analýzu dat a také zjistit, kdy teplota nesplňuje požadavky. To bude hrát velkou roli při zlepšování tepelného zpracování v budoucnu.
Provozní postupy
1. Vyčistěte místo provozu, zkontrolujte, zda je napájení, měřicí přístroje a různé spínače v pořádku a zda je zdroj vody plynulý.
2. Obsluha by měla nosit kvalitní ochranné pomůcky, jinak to může být nebezpečné.
3, otevřete univerzální přepínač řídicího výkonu, v souladu s technickými požadavky zařízení, odstupňované sekce nárůstu a poklesu teploty, aby se prodloužila životnost zařízení a zařízení neporušené.
4, věnovat pozornost teplotě pece pro tepelné zpracování a regulaci rychlosti síťového pásu, zvládnout teplotní normy požadované pro různé materiály, zajistit tvrdost obrobku a rovnost povrchu a oxidační vrstvu a vážně vykonávat dobrou práci v oblasti bezpečnosti.
5. Pro sledování teploty temperovací pece a rychlosti pásu otevřete odvod vzduchu, aby obrobek po temperování splňoval požadavky na kvalitu.
6, v práci by se měl držet sloupku.
7, konfigurovat potřebné protipožární zařízení a seznámit se s metodami jeho používání a údržby.
8. Při zastavování stroje bychom měli zkontrolovat, zda jsou všechny ovládací spínače ve vypnutém stavu, a poté sepnout univerzální přepínač.
Přehřátí
Na drsném ústí válečkového příslušenství lze pozorovat přehřátí mikrostruktury dílů ložiska po kalení. Pro určení přesného stupně přehřátí je však nutné pozorovat mikrostrukturu. Pokud se v kalené oceli GCr15 objeví hrubý jehlicovitý martenzit, jedná se o přehřátou organizaci kalením. Důvodem vzniku kalící teploty může být příliš vysoká teplota nebo příliš dlouhá doba ohřevu a výdrže v důsledku přehřátí v plném rozsahu; může to být také způsobeno původní organizací karbidového pásu, v oblasti s nízkým obsahem uhlíku mezi oběma pásy se tvoří lokalizovaný jehlicovitý martenzit, což vede k lokálnímu přehřátí. Zbytkový austenit v přehřáté organizaci se zvyšuje a rozměrová stabilita se snižuje. V důsledku přehřátí kalené organizace se krystaly oceli zhrubnou, což vede ke snížení houževnatosti dílů, snížení rázové houževnatosti a také ke snížení životnosti ložiska. Silné přehřátí může dokonce způsobit praskliny způsobené kalením.
Nedostatečné přehřívání
Nízká teplota kalení nebo špatné chlazení způsobí v mikrostruktuře více než standardní organizace Torrhenitu, známé jako organizace nedohřívání, což vede k poklesu tvrdosti a prudkému snížení odolnosti proti opotřebení, což ovlivňuje životnost ložiska.
Kalení trhlin
V procesu kalení a chlazení vznikají v dílech valivých ložisek v důsledku vnitřního napětí trhliny nazývané kalicí trhliny. Příčiny vzniku těchto trhlin jsou: v důsledku příliš vysoké teploty ohřevu při kalení nebo příliš rychlého chlazení, tepelného namáhání a změny objemu kovové hmoty v organizaci napětí větší než lomová pevnost oceli; vzniku koncentrace napětí na povrchu obrobku (jako jsou povrchové trhliny nebo škrábance) nebo vnitřní vady v oceli (jako je struska, závažné nekovové vměstky, bílé skvrny, zbytky smrštění atd.) během kalení; silného oduhličení povrchu a segregace karbidů; nedostatečného nebo předčasného kalení dílů po popouštění; příliš velkého namáhání za studena způsobeného předchozím procesem, kování, hlubokých soustružených řezů, mazacích drážek, ostrých hran atd. Stručně řečeno, příčinou kalicích trhlin může být jeden nebo více z výše uvedených faktorů, přičemž hlavní příčinou vzniku kalicích trhlin je přítomnost vnitřního napětí. Kalící trhliny jsou hluboké a štíhlé, s rovným lomem a bez oxidačního zbarvení na poškozeném povrchu. Často se jedná o podélnou plochou trhlinu nebo trhlinu ve tvaru prstence na ložiskovém límci; tvar ocelové kuličky ložiska je ve tvaru S, T nebo prstence. Organizační charakteristikou kalicí trhliny je absence oduhličení na obou stranách trhliny, jasně odlišitelná od trhlin při kování a trhlin v materiálu.
Deformace tepelným zpracováním
Při tepelném zpracování ložiskových dílů NACHI dochází k tepelnému a organizačnímu namáhání. Toto vnitřní namáhání se může navzájem překrývat nebo částečně kompenzovat. Je to složité a proměnlivé napětí, které se může měnit v závislosti na teplotě ohřevu, rychlosti ohřevu, režimu chlazení, rychlosti chlazení, tvaru a velikosti dílů, takže deformace při tepelném zpracování je nevyhnutelná. Poznání a osvojení si tohoto pravidla může umístit deformace ložiskových dílů (jako je oválnost límce, zvětšení velikosti atd.) do řízeného rozsahu, což přispívá k výrobě. Samozřejmě, že během procesu tepelného zpracování dochází k deformaci dílů i v důsledku mechanických kolizí, ale tyto deformace lze využít ke zlepšení provozu, aby se snížily a zabránilo se jim.
Povrchové oduhličení
Součásti ložiska válečků se během procesu tepelného zpracování zahřívají v oxidačním médiu a povrch se oxiduje, čímž se snižuje hmotnostní podíl uhlíku na povrchu součásti, což vede k oduhličení povrchu. Čím větší je hloubka oduhličené vrstvy na povrchu, tím větší je množství zadržené při konečném zpracování, tím se součásti vyřadí ze zpracování. Hloubka oduhličené vrstvy na povrchu se stanoví metalografickým zkoumáním dostupnými metalografickými metodami a metodami mikrotvrdosti. Křivka rozložení mikrotvrdosti povrchové vrstvy je založena na měřicí metodě a může být použita jako arbitrážní kritérium.
Slabé místo
Kvůli nedostatečnému ohřevu, špatnému chlazení a nesprávné tvrdosti povrchu součástí valivých ložisek se kalení stává jevem známým jako kalení s měkkými skvrnami. Podobně jako oduhličení povrchu může způsobit vážné snížení odolnosti povrchu proti opotřebení a únavové pevnosti.
Čas zveřejnění: 5. prosince 2023