Aflați cum tratamentele termice pot fi aplicate multor aliaje metalice pentru a îmbunătăți drastic proprietățile fizice cheie precum duritatea, rezistența și prelucrabilitatea.
Introducere
Tratamentele termice pot fi aplicate multor aliaje metalice pentru a îmbunătăți drastic proprietățile fizice cheie (de exemplu duritatea, rezistența sau prelucrabilitatea).Aceste modificări se produc din cauza modificărilor microstructurii și, uneori, a compoziției chimice a materialului.
Aceste tratamente presupun încălzirea aliajelor metalice la temperaturi (de obicei) extreme, urmată de o etapă de răcire în condiții controlate.Temperatura la care este încălzit materialul, timpul în care este menținut la acea temperatură și viteza de răcire afectează în mare măsură proprietățile fizice finale ale aliajului metalic.
În acest articol, am trecut în revistă tratamentele termice care sunt relevante pentru cele mai frecvent utilizate aliaje metalice în prelucrarea CNC.Descriind efectul acestor procese asupra proprietăților părții finale, acest articol vă va ajuta să alegeți materialul potrivit pentru aplicațiile dvs.
Când se aplică tratamentele termice
Tratamentele termice pot fi aplicate aliajelor metalice pe tot parcursul procesului de fabricație.Pentru piesele prelucrate CNC, tratamentele termice sunt de obicei aplicate fie:
Înainte de prelucrare CNC: Când se solicită o calitate standardizată a unui aliaj metalic, care este ușor disponibilă, furnizorul de servicii CNC va prelucra piesele direct din acel material de stoc.Aceasta este adesea cea mai bună opțiune pentru reducerea timpilor de livrare.
După prelucrarea CNC: Unele tratamente termice cresc semnificativ duritatea materialului sau sunt folosite ca pas de finisare după formare.În aceste cazuri, tratamentul termic se aplică după prelucrarea CNC, deoarece duritatea ridicată reduce prelucrabilitatea unui material.De exemplu, aceasta este o practică standard atunci când prelucrăm piese din oțel pentru scule CNC.
Tratamente termice comune pentru materiale CNC
Recoacere, eliberare de stres și revenire
Recoacerea, revenirea și eliberarea tensiunii implică încălzirea aliajului metalic la o temperatură ridicată și răcirea ulterioară a materialului într-un ritm lent, de obicei în aer sau în cuptor.Ele diferă prin temperatura la care este încălzit materialul și în ordinea procesului de fabricație.
În recoacere, metalul este încălzit la o temperatură foarte ridicată și apoi răcit lent pentru a obține microstructura dorită.Recoacerea se aplică de obicei tuturor aliajelor metalice după formare și înainte de orice prelucrare ulterioară pentru a le înmuia și a le îmbunătăți prelucrabilitatea.Dacă nu este specificat un alt tratament termic, majoritatea pieselor prelucrate CNC vor avea proprietățile materialului din starea de recoacere.
Reducerea tensiunilor implică încălzirea piesei la o temperatură ridicată (dar mai mică decât recoacere) și este de obicei folosită după prelucrarea CNC, pentru a elimina tensiunile reziduale create în procesul de fabricație.În acest fel sunt produse piese cu proprietăți mecanice mai consistente.
Călirea încălzește, de asemenea, piesa la o temperatură mai mică decât recoacere, și este folosită de obicei după călirea (vezi secțiunea următoare) a oțelurilor blânde (1045 și A36) și a oțelurilor aliate (4140 și 4240) pentru a le reduce fragilitatea și a le îmbunătăți performanța mecanică.
stingere
Călirea implică încălzirea metalului la o temperatură foarte ridicată, urmată de o etapă rapidă de răcire, de obicei prin scufundarea materialului în ulei sau apă sau prin expunerea la un curent de aer rece.Răcirea rapidă „blochează” modificările microstructurii pe care le suferă materialul atunci când este încălzit, rezultând piese cu duritate foarte mare.
Piesele sunt de obicei stinse ca pas final în procesul de fabricație după prelucrarea CNC (gândiți-vă la fierarii care își scufundă lamele în ulei), deoarece duritatea crescută face ca materialul să fie mai dificil de prelucrat.
Oțelurile pentru scule sunt călite după prelucrarea CNC pentru a obține proprietățile lor de duritate a suprafeței foarte ridicate.Se poate utiliza apoi un proces de revenire pentru a controla duritatea rezultată.De exemplu, oțelul pentru scule A2 are o duritate de 63-65 Rockwell C după călire, dar poate fi revenit la o duritate cuprinsă între 42 și 62 HRC.Revenirea prelungește durata de viață a piesei, deoarece reduce fragilitatea (cele mai bune rezultate se obțin pentru o duritate de 56-58 HRC).
Întărire prin precipitații (îmbătrânire)
Întărirea prin precipitații sau îmbătrânirea sunt doi termeni folosiți în mod obișnuit pentru a descrie același proces.Întărirea prin precipitare este un proces în trei etape: materialul este mai întâi încălzit la temperatură ridicată, apoi stins și în final încălzit la o temperatură mai scăzută pentru o perioadă lungă de timp (învechit).Acest lucru face ca elementele de aliaj care apar inițial ca particule discrete de compoziție diferită să se dizolve și să se distribuie uniform în matricea metalică, într-un mod similar în care cristalul de zahăr se dizolvă în apă când soluția este încălzită.
După întărirea prin precipitare, rezistența și duritatea aliajelor metalice cresc drastic.De exemplu, 7075 este un aliaj de aluminiu, utilizat în mod obișnuit în industria aerospațială, pentru a fabrica piese cu rezistență la tracțiune comparabilă cu oțelul inoxidabil, având în același timp o greutate mai mică de 3 ori mai mare.
Întărire și cementare
Cementarea este o familie de tratamente termice care au ca rezultat piese cu duritate mare pe suprafața lor, în timp ce materialele de subliniere rămân moi.Acest lucru este adesea preferat față de creșterea durității piesei pe tot volumul său (de exemplu, prin călire), deoarece părțile mai dure sunt și mai fragile.
Carburarea este cel mai comun tratament termic de întărire.Aceasta implică încălzirea oțelurilor blânde într-un mediu bogat în carbon și călirea ulterioară a piesei pentru a bloca carbonul în matricea metalică.Aceasta crește duritatea suprafeței oțelurilor într-un mod similar în care anodizarea crește duritatea suprafeței aliajelor de aluminiu.
Ora postării: 14-feb-2022