Metalowe detale to najczęściej obrabiane detale obrabiane przez centrum obróbcze 1580. Aby metalowy detal miał wymagane właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne, oprócz rozsądnego doboru materiałów i różnych procesów formowania, stosuje się procesy obróbki cieplnej często niezbędny. Stal jest najczęściej używanym materiałem w przemyśle maszynowym. Mikrostruktura stali jest złożona i może być kontrolowana przez obróbkę cieplną. Dlatego obróbka cieplna stali jest głównym elementem obróbki cieplnej metali. Ponadto aluminium, miedź, magnez, tytan itp. oraz ich stopy mogą również zmieniać swoje właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne poprzez obróbkę cieplną w celu uzyskania różnych właściwości użytkowych.
Obróbka cieplna na ogół nie zmienia kształtu przedmiotu obrabianego i ogólnego składu chemicznego, ale poprzez zmianę wewnętrznej mikrostruktury przedmiotu obrabianego lub zmianę składu chemicznego powierzchni przedmiotu obrabianego, aby uzyskać lub poprawić wydajność przedmiotu obrabianego. Jego cechą charakterystyczną jest poprawa wewnętrznej jakości przedmiotu obrabianego, która na ogół nie jest widoczna gołym okiem.
Jakie są procesy obróbki cieplnej metali, spójrzmy najpierw' na poniższą mapę:
W rzeczywistości rolą obróbki cieplnej jest poprawa właściwości mechanicznych materiałów, wyeliminowanie naprężeń szczątkowych i poprawa skrawalności metali. W zależności od różnych celów obróbki cieplnej, proces obróbki cieplnej można podzielić na dwie kategorie: wstępną obróbkę cieplną i końcową obróbkę cieplną.
1. Wstępna obróbka cieplna
Celem wstępnej obróbki cieplnej jest poprawa wydajności obróbki, wyeliminowanie naprężeń wewnętrznych i przygotowanie dobrej struktury metalograficznej do końcowej obróbki cieplnej. Proces obróbki cieplnej obejmuje wyżarzanie, normalizowanie, starzenie, hartowanie i odpuszczanie itp.
(1) Wyżarzanie i normalizacja
Wyżarzanie i normalizowanie są stosowane do półfabrykatów obrabianych na gorąco. Stal węglowa i stal stopowa o zawartości węgla powyżej 0,5% są często wyżarzane w celu zmniejszenia ich twardości i łatwości cięcia; stal węglowa i stal stopowa o zawartości węgla poniżej 0,5% stosuje się, aby uniknąć przywierania, gdy twardość jest zbyt niska. Zamiast tego używana jest normalizacja. Wyżarzanie i normalizowanie może nadal uszlachetniać ziarna i jednolitą strukturę, przygotowując do późniejszej obróbki cieplnej. Wyżarzanie i normalizowanie są często przeprowadzane po wytworzeniu półfabrykatu, a przed obróbką zgrubną.
(2) leczenie starzenia
Obróbkę starzenia stosuje się głównie w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych generowanych podczas wytwarzania i obróbki półfabrykatów.
Aby uniknąć nadmiernego nakładu pracy podczas transportu, w przypadku części o ogólnej precyzji, przed wykończeniem można przeprowadzić obróbkę starzeniową. Jednak w przypadku części o wyższych wymaganiach dotyczących precyzji (takich jak skrzynka współrzędnościowej wytaczarki itp.) należy zorganizować dwie lub kilka procedur obróbki starzenia. Proste części na ogół nie są wymagane, z wyjątkiem odlewów. W przypadku niektórych precyzyjnych części o słabej sztywności (takich jak precyzyjne śruby), w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych generowanych podczas obróbki i ustabilizowania dokładności obróbki części, często umieszcza się ją pomiędzy obróbką zgrubną a obróbką półwykańczającą. Wiele zabiegów starzenia. W przypadku niektórych części wałów obróbka starzeniowa musi być przeprowadzona po procesie prostowania.
(3) Hartowanie
Hartowanie i odpuszczanie to obróbka polegająca na odpuszczaniu w wysokiej temperaturze po hartowaniu. Może uzyskać jednolitą i drobno hartowaną strukturę sorbitu, aby przygotować się do redukcji odkształceń podczas kolejnych zabiegów hartowania powierzchni i azotowania. Dlatego hartowanie i odpuszczanie można również stosować jako wstępną obróbkę cieplną.
Ze względu na lepsze kompleksowe właściwości mechaniczne części po hartowaniu i odpuszczaniu, niektóre części, które nie wymagają dużej twardości i odporności na zużycie, mogą być również stosowane jako końcowy proces obróbki cieplnej.
2. Końcowa obróbka cieplna
Celem końcowej obróbki cieplnej jest poprawa właściwości mechanicznych, takich jak twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość.
(1) hartowanie
Hartowanie obejmuje hartowanie powierzchni i hartowanie ogólne. Wśród nich hartowanie powierzchni jest szeroko stosowane ze względu na małe odkształcenia, utlenianie i odwęglanie, a hartowanie powierzchni ma również zalety wysokiej wytrzymałości zewnętrznej i dobrej odporności na zużycie, przy zachowaniu dobrej wytrzymałości wewnętrznej i dużej odporności na uderzenia. W celu poprawy właściwości mechanicznych części utwardzonych powierzchniowo, jako wstępną obróbkę cieplną często wymagana jest obróbka cieplna, taka jak hartowanie i odpuszczanie lub normalizacja. Ogólna ścieżka procesu to: wykrawanie-kucie-normalizacja (wyżarzanie)-zgrubna obróbka-hartowanie i odpuszczanie-półwykańczanie-hartowanie powierzchni-wykańczanie.
(2) Nawęglanie i hartowanie
Nawęglanie i hartowanie nadaje się do stali niskowęglowej i niskostopowej. Najpierw zwiększ zawartość węgla w warstwie powierzchniowej części. Po hartowaniu warstwa wierzchnia uzyska dużą twardość, podczas gdy część rdzeniowa nadal zachowuje pewną wytrzymałość oraz wysoką wiązkość i plastyczność. Nawęglanie dzieli się na nawęglanie całkowite i nawęglanie częściowe. W przypadku częściowego nawęglania należy zastosować środki zapobiegające przeciekaniu (pokrycie miedzią lub materiał zapobiegający przeciekaniu) części nienawęglonej. Ponieważ odkształcenia związane z nawęglaniem i hartowaniem są duże, a głębokość nawęglania wynosi na ogół od 0,5 do 2 mm, proces nawęglania odbywa się na ogół pomiędzy półwykańczaniem a wykańczaniem.
Droga procesu to generalnie: wykrawanie-kucie-normalizowanie-zgrubne i półwykańczające-nawęglanie i hartowanie-wykańczanie.
W przypadku, gdy część nienawęglona części nawęglonych częściowo przyjmuje plan procesu usuwania nadmiaru warstwy nawęglonej po zwiększeniu naddatku, proces usuwania nadmiaru warstwy nawęglonej należy przeprowadzić po nawęglaniu i przed hartowaniem.
(3) Obróbka azotowaniem
Azotowanie to metoda obróbki, która umożliwia wnikanie atomów azotu w powierzchnię metalu w celu uzyskania warstwy związków zawierających azot. Warstwa azotująca może poprawić twardość, odporność na zużycie, wytrzymałość zmęczeniową i odporność na korozję powierzchni części. Ponieważ temperatura obróbki azotowej jest niska, odkształcenie jest małe, a warstwa azotowania jest cienka (zwykle nie więcej niż 0,6 ~ 0,7 mm), proces azotowania należy przeprowadzić tak dalece, jak to możliwe. Aby zredukować odkształcenia podczas azotowania, jest to generalnie wymagane po cięciu. Wykonaj odpuszczanie w wysokiej temperaturze odprężające.
