За да се осигурят метални детайли с необходимите механични, физични и химични свойства, в допълнение към рационалния избор на материали и различни процеси на формоване, процесите на термична обработка често са от съществено значение. Стоманата е най-широко използваният материал в машинната индустрия със сложна микроструктура, която може да се контролира чрез топлинна обработка. Следователно термичната обработка на стоманата е основното съдържание на термичната обработка на метала.
В допълнение, алуминият, медта, магнезият, титанът и техните сплави също могат да променят своите механични, физични и химични свойства чрез термична обработка, за да получат различни работни характеристики.
Топлинната обработка обикновено не променя формата и цялостния химичен състав на детайла, а по-скоро придава или подобрява неговата производителност чрез промяна на микроструктурата вътре в детайла или промяна на химическия състав на повърхността на детайла. Неговата характеристика е да подобрява присъщото качество на детайла, което обикновено не се вижда с просто око.
Функцията на термичната обработка е да подобри механичните свойства на материалите, да елиминира остатъчните напрежения и да подобри обработваемостта на металите. Според различните цели на топлинната обработка процесите на топлинна обработка могат да бъдат разделени на две категории: предварителна топлинна обработка и крайна топлинна обработка.
1.Целта на предварителната топлинна обработка е да се подобри производителността на обработката, да се елиминира вътрешното напрежение и да се подготви добра металографска структура за окончателна топлинна обработка. Процесът на термична обработка включва отгряване, нормализиране, стареене, закаляване и темпериране и др.
l Отгряване и нормализиране се използват за заготовки, които са претърпели термична обработка. Въглеродната стомана и легираната стомана със съдържание на въглерод над 0,5% често се отгряват, за да се намали тяхната твърдост и да се улесни рязането; Въглеродната стомана и легираната стомана със съдържание на въглерод по-малко от 0,5% се обработват с нормализиране, за да се избегне залепването на инструмента по време на рязане поради ниската им твърдост. Отгряването и нормализирането могат да прецизират размера на зърното и да постигнат равномерна микроструктура, подготвяйки бъдеща топлинна обработка. Отгряването и нормализирането често се организират след груба обработка и преди груба обработка.
l Времевата обработка се използва главно за елиминиране на вътрешните напрежения, генерирани при производството на заготовки и механичната обработка. За да се избегне прекомерно натоварване при транспортиране, за части с обща прецизност може да се организира времева обработка преди прецизната обработка. Въпреки това, за части с високи изисквания за точност (като корпуса на координатно-пробивни машини), трябва да се организират два или повече процеса на обработка със стареене. Простите части обикновено не изискват обработка със стареене. В допълнение към отливките, за някои прецизни части с ниска твърдост (като прецизни винтове), многобройни обработки на стареене често се подреждат между груба обработка и полупрецизна обработка, за да се елиминират вътрешните напрежения, генерирани по време на обработката, и да се стабилизира точността на обработка на частите. Някои части на вала изискват времева обработка след процеса на изправяне.
l Закаляването и темперирането се отнася до високотемпературно темпериращо третиране след охлаждане, което може да получи равномерна и фина темперирана мартензитна структура, подготвяйки се за намаляване на деформацията по време на повърхностно охлаждане и азотиране в бъдеще. Следователно закаляването и темперирането могат да се използват и като подготвителна топлинна обработка. Благодарение на добрите всеобхватни механични свойства на закалени и темперирани части, някои части с ниски изисквания за твърдост и устойчивост на износване също могат да се използват като окончателен процес на термична обработка.
2.Целта на крайната термична обработка е да подобри механичните свойства като твърдост, устойчивост на износване и здравина.
l Закаляването включва повърхностно закаляване и закаляване в обем. Повърхностното закаляване се използва широко поради малката си деформация, окисление и обезвъглеродяване, а също така има предимствата на висока външна якост и добра устойчивост на износване, като същевременно поддържа добра издръжливост и силна устойчивост на удар отвътре. За да се подобрят механичните свойства на повърхностно закалените детайли, често е необходимо да се извърши топлинна обработка като закаляване и темпериране или нормализиране като предварителна топлинна обработка. Общият маршрут на процеса е: рязане – коване – нормализиране (отгряване) – груба обработка – закаляване и отвръщане – полупрецизна обработка – повърхностно закаляване – прецизна обработка.
l Въглеродното закаляване е подходящо за нисковъглеродна стомана и нисколегирана стомана. Първо, съдържанието на въглерод в повърхностния слой на детайла се увеличава и след охлаждане повърхностният слой получава висока твърдост, докато сърцевината все още поддържа определена якост, висока якост и пластичност. Карбонизирането може да бъде разделено на цялостно карбонизиране и локално карбонизиране. При частично карбуризиране трябва да се предприемат мерки против просмукване (помазване с мед или материали против просмукване) за некарбонизиращите части. Поради голямата деформация, причинена от карбуризиране и закаляване, и дълбочината на карбуризиране обикновено варира от 0,5 до 2 mm, процесът на карбуризиране обикновено е подреден между полупрецизна обработка и прецизна обработка. Общият път на процеса е: рязане, коване, нормализиране на груба и полупрецизна обработка, карбуризиране, закаляване, прецизна обработка. Когато некарбюризираната част на локално карбуризираните части приеме плана на процеса за увеличаване на допустимото количество и отрязване на излишния карбуризиран слой, процесът на отрязване на излишния карбуризиран слой трябва да се организира след карбуризирането и преди закаляването.
l Азотирането е метод на обработка, който позволява на азотните атоми да проникнат в металната повърхност, за да се получи слой от азотсъдържащи съединения. Азотиращият слой може да подобри твърдостта, устойчивостта на износване, якостта на умора и устойчивостта на корозия на повърхността на частите. Поради ниската температура на обработка на азотиране, малката деформация и тънкия слой на азотиране (обикновено не надвишаващ 0,6 ~ 0,7 mm), процесът на азотиране трябва да се организира възможно най-късно. За да се намали деформацията по време на азотиране, обикновено се изисква темпериране при висока температура за облекчаване на напрежението след рязане.
Време на публикуване: 24 октомври 2024 г
