Metaal warmtebehandelingsproces
Het warmtebehandelingsproces omvat over het algemeen drie processen van verwarming, warmtebehoud en koeling, en soms slechts twee processen van verwarming en koeling. Deze processen zijn onderling verbonden en ononderbroken.
Verwarming is een van de belangrijke stappen in de warmtebehandeling. Er zijn veel verwarmingsmethoden voor metaalwarmtebehandeling, de vroegste is het gebruik van houtskool en steenkool als warmtebronnen en vervolgens de toepassing van vloeibare en gasbrandstoffen. De toepassing van elektriciteit maakt verwarming eenvoudig te regelen en vrij van milieuvervuiling. Deze warmtebronnen kunnen direct of indirect worden verwarmd door gesmolten zouten of metalen, of zelfs zwevende deeltjes.
Wanneer het metaal wordt verwarmd en het werkstuk wordt blootgesteld aan de lucht, hebben oxidatie en ontkoling de neiging om op te treden (dat wil zeggen, het koolstofgehalte van het stalen oppervlak wordt verminderd), wat een zeer nadelig effect heeft op de oppervlakte-eigenschappen van de verwerkte delen. Warmtebehandeling. Daarom moeten metalen over het algemeen worden verwarmd in een gecontroleerde of beschermende atmosfeer, gesmolten zout en vacuüm, en kunnen ze ook worden beschermd door coating- of verpakkingsmethoden.
Verwarmingstemperatuur is een van de belangrijke procesparameters in het warmtebehandelingsproces. De selectie en regeling van de verwarmingstemperatuur zijn de belangrijkste kwesties om de kwaliteit van de warmtebehandeling te waarborgen. De verwarmingstemperatuur varieert met het te verwerken metaalmateriaal en het doel van de warmtebehandeling, maar wordt over het algemeen boven de faseovergangstemperatuur verwarmd om te verkrijgen. Bovendien duurt de transformatie een bepaalde tijd, dus wanneer het oppervlak van het metalen werkstuk de vereiste verwarmingstemperatuur bereikt, moet het op deze temperatuur zijn. Bewaar het voor een bepaalde tijd, zodat de temperatuur binnen en buiten consistent is en de microstructuur volledig wordt veranderd. Deze periode wordt de houdtijd genoemd. Bij gebruik van verwarming met hoge energiedichtheid en oppervlaktewarmtebehandeling,
Koeling is ook een onmisbare stap in het warmtebehandelingsproces. De koelmethode varieert met het proces en de koelsnelheid wordt voornamelijk geregeld. Over het algemeen is de koelsnelheid van het gloeien het langzaamst, terwijl de koelsnelheid van het normaliseren sneller is en de koelsnelheid van het blussen sneller is. Maar er zijn ook verschillende eisen afhankelijk van het type staal. Luchthardingsstaal kan bijvoorbeeld worden gehard met dezelfde koelsnelheid als normaliseren.
Metaalwarmtebehandelingsproces kan worden onderverdeeld in totale warmtebehandeling, oppervlaktewarmtebehandeling, lokale warmtebehandeling en chemische warmtebehandeling. Afhankelijk van het verschillende verwarmingsmedium, de verwarmingstemperatuur en de koelmethode kan elk type worden onderverdeeld in verschillende warmtebehandelingsprocessen. Hetzelfde metaal kan microstructuren verkrijgen via verschillende warmtebehandelingsprocessen, dus het heeft verschillende eigenschappen. Staal wordt veel gebruikt in de industrie en de microstructuur van staal is ook zeer complex, dus de warmtebehandelingstechnologie van staal is divers.
Algemene warmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces waarbij het werkstuk als geheel wordt verwarmd en vervolgens met een passende snelheid wordt gekoeld om de algehele mechanische eigenschappen te veranderen. Er zijn vier basisprocessen voor de algehele warmtebehandeling van staal: gloeien, normaliseren, blussen en temperen.
Gloeien → Het verwarmen van het werkstuk tot een geschikte temperatuur, verschillende houdtijd afhankelijk van het materiaal en de grootte van het werkstuk, en vervolgens langzame afkoeling (de koelsnelheid is het langzaamst), is het doel om de interne structuur van het metaal te laten reiken of dicht bij de evenwichtstoestand, om goede procesprestaties en prestaties te verkrijgen. , of bereid de structuur voor op verdere blussing.
Normaliseren → Het werkstuk verwarmen tot een geschikte temperatuur en het vervolgens in de lucht koelen, het effect van normaliseren is vergelijkbaar met dat van gloeien, maar de verkregen structuur is fijner. Het wordt vaak gebruikt om de snijprestaties van materialen te verbeteren en wordt soms gebruikt als de laatste warmtebehandeling voor sommige minder veeleisende onderdelen.
Blusen → Nadat het werkstuk is verwarmd en warm is gehouden, wordt het snel afgekoeld in een blusmedium zoals water, olie of andere anorganische zouten en organische waterige oplossingen. Na het blussen wordt het staal hard maar tegelijkertijd broos. De broosheid van de staalplaat, de gebluste staalplaat wordt gedurende lange tijd op een geschikte temperatuur boven kamertemperatuur maar onder 710 ° C gehouden en vervolgens afgekoeld. Dit proces wordt temperen genoemd. Gloeien, normaliseren, blussen en temperen zijn de "vier branden" in de algehele warmtebehandeling. Onder hen zijn blussen en temperen nauw verwant en worden ze vaak niet samen gebruikt.
De "vier haarden" zijn geëvolueerd naar verschillende warmtebehandelingsprocessen, verschillende verwarmingstemperaturen en koelmethoden. Om een bepaalde sterkte en taaiheid te verkrijgen, wordt het proces van blussen en temperen bij hoge temperatuur tempereren genoemd. Sommige legeringen worden geblust om oververzadigde vaste oplossingen te vormen en ze worden gedurende langere tijd bij kamertemperatuur of iets hoger gehouden om de hardheid, sterkte of elektromagnetische eigenschappen van de legering te verhogen. Dit warmtebehandelingsproces wordt verouderingsbehandeling genoemd. De methode om drukwerkvervorming en warmtebehandeling effectief en nauw te combineren, verkrijgt een goede sterkte en taaiheid van het werkstuk. De warmtebehandeling wordt deformatiewarmtebehandeling genoemd. Warmtebehandeling in negatieve drukatmosfeer of vacuüm wordt vacuümwarmtebehandeling genoemd. Het kan niet alleen het werkstuk niet oxideren en ontkolen, het oppervlak van het werkstuk schoon houden, de prestaties van het werkstuk verbeteren, maar ook chemische warmtebehandeling uitvoeren via een penetrant.
Oppervlaktewarmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces dat alleen het oppervlak van het werkstuk verwarmt om de oppervlaktemechanische eigenschappen te veranderen. Om alleen de oppervlaktelaag van het werkstuk te verwarmen zonder te veel warmte in het binnenste van het werkstuk te laten, moet de gebruikte warmtebron een hoge energiedichtheid hebben, dat wil zeggen een grote hoeveelheid warmte-energie per oppervlakte-eenheid van het werkstuk geven, zodat het oppervlak of een deel van het werkstuk in korte tijd of tijdelijk kan worden verwarmd. bereik hoge temperatuur. De belangrijkste methoden voor oppervlaktewarmtebehandeling zijn laserwarmtebehandeling, vlamblust en inductieverwarmingswarmtebehandeling, gemeenschappelijke warmtebronnen zoals vlammen zoals zuurstofacetyleen of zuurstofpropaan, geïnduceerde stroom, laser- en elektronenstraal, enz.
Chemische warmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces dat de chemische samenstelling, structuur en eigenschappen van het werkstukoppervlak verandert. Het verschil tussen chemische warmtebehandeling en oppervlaktewarmtebehandeling is dat deze laatste de chemische samenstelling van het werkstukoppervlak verandert. Chemische warmtebehandeling is het verwarmen en bewaren van het werkstuk in een medium dat koolstof, stikstof of andere legeringselementen (gas, vloeistof, vast) bevat, zodat het oppervlak van het werkstuk wordt geïnfiltreerd met koolstof, stikstof, boor, chroom en andere elementen. Na de infiltratie van elementen worden soms andere warmtebehandelingsprocessen, zoals blussen en temperen, uitgevoerd. De belangrijkste methoden voor chemische warmtebehandeling zijn carbureren, nitreren, metaalcarbureren en samengesteld carbureren.
Warmtebehandeling is een van de belangrijke processen bij de vervaardiging van mechanische onderdelen en mallen. Over het algemeen kan het verschillende eigenschappen van het werkstuk garanderen en verbeteren, zoals slijtvastheid, corrosiebestendigheid, enz. Het kan ook de structuur en spanningstoestand van de blanco verbeteren om verschillende warme en koude verwerking te vergemakkelijken.
Wit gietijzer kan bijvoorbeeld lang worden gegloeid om kneedbaar gietijzer te verkrijgen om de plasticiteit ervan te verbeteren. Het tandwiel neemt het juiste warmtebehandelingsproces aan en de levensduur kan meerdere keren of tientallen keren langer zijn dan die van het onverwarmde tandwiel; bovendien heeft het goedkope koolstofstaal de eigenschappen van sommige gelegeerde staal door de infiltratie van sommige legeringselementen, die sommige hittebestendige gelegeerde staal kunnen vervangen. Staal, roestvrij staal; bijna alle mallen vereisen een warmtebehandeling voordat ze kunnen worden gebruikt.
