De voordelen van warmtebehandeling van metaal

CNC-bewerking is een subtractief productieproces waarbij snijgereedschappen worden gebruikt om materiaal van een massief blok te verwijderen, waardoor de vorm van het laatste onderdeel zichtbaar wordt. Om het bewerkingsproces te vergemakkelijken en een superieur einddeel te creëren, moeten de gebruikte metalen verwerkbaar zijn. Ook kunnen de materiaaleigenschappen van het metalen onderdeel worden verbeterd nadat het bewerkingsproces is voltooid. Dat is waar warmtebehandelingen om de hoek komen kijken. Hier vindt u alles wat u moet weten over het thermisch behandelen van metaal en de belangrijkste voordelen van warmtebehandelingen.

Het warmtebehandelingsproces

Warmtebehandelingsprocessen omvatten het opwarmen van het metaal totdat de microstructuur verandert en vervolgens het metaal in die staat houden (inweken) voordat het wordt afgekoeld om het materiaal te harden. Hoe lang je een metaal laat weken, hangt af van welk warmtebehandelingsproces je gebruikt, welk metaal je gebruikt en de grootte van je onderdeel. Hoe langer de inweektijd, hoe groter de veranderingen in de microstructuur, wat de mechanische eigenschappen van het metaal zal beïnvloeden.

De snelheid van afkoeling en de omgevingsomstandigheden kunnen ook de structuur en eigenschappen van het metaal veranderen. Hoewel pekel metalen het snelst kan afkoelen, kun je ook olie, water, hete lucht of ovens gebruiken.

Warmtebehandelingen kunnen gedurende het hele productieproces worden toegepast, waardoor onderdelen hun initiële, tussenliggende of uiteindelijke eigenschappen krijgen. Wanneer u CNC-onderdelen bewerkt, kunt u een warmtebehandeling toepassen voordat u met het bewerkingsproces begint, omdat dit de doorlooptijden kan verkorten en het metaal beter bewerkbaar kan maken. In andere gevallen kunt u na het bewerken warmtebehandelingen op het metaal toepassen om het harder en duurzamer te maken.

Gemeenschappelijke CNC-warmtebehandelingen

Uitgloeien

Het gloeiproces, dat wordt uitgevoerd om de hardheid van het metaal te verminderen en de taaiheid ervan te vergroten, omvat het verwarmen en onderdompelen van metaal op een kritische temperatuur voordat het wordt afgekoeld. Dit helpt interne spanningen te verlichten en maakt het minder waarschijnlijk dat het metaal breekt of breekt tijdens het machinaal bewerken. U kunt verschillende gloeitechnieken gebruiken, zoals volledig gloeien, herkristallisatiegloeien, gedeeltelijk gloeien en eindgloeien om de gewenste uiteindelijke eigenschappen te bereiken.

Normaliseren is een andere gloeitechniek waarbij het metaal wordt verwarmd en vervolgens veel sneller op kamertemperatuur wordt gekoeld dan bij normaal gloeien. Zodra het metaal 40 °C heter is dan de bovenste kritische temperatuur, zal het weken voordat het in de lucht afkoelt. Normaliseren verlicht de interne spanning die wordt veroorzaakt door afschrikken, gieten of lassen om metaalfalen te voorkomen, waardoor het metaal wordt versterkt en kleine, verfijnde en uniforme ferritische korrels worden geproduceerd.

Verharding van de behuizing

Om de buitenkant van een onderdeel uit te harden zonder de binnenkant te veranderen, kunt u het proces voor het harden van de behuizing gebruiken. Case hardening, ook bekend als face hardening of oppervlakteharding, creëert minder brosse, beter verwerkbare onderdelen dan andere methoden die de hardheid in het hele metaal verhogen. Een vorm van case hardening is het verhitten van je metaal in een koolstofrijke omgeving (carburisatie), omdat dit de sterkte en het koolstofgehalte van het metaaloppervlak verhoogt.

Neerslagverharding

Neerslagharding of veroudering creëert sterke en lichtgewicht metalen, waardoor het een populaire keuze is voor warmtebehandelingscomponenten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. Als je een smeedbaar metaal hebt, kun je het tot een hoge temperatuur verhitten, het afschrikken en gedurende een langere periode tot een lagere temperatuur verhitten om de precipitaten gelijkmatig door de korrelstructuur van het metaal te verspreiden en de sterkte en hardheid te vergroten.

Stressverlichtend

CNC-bewerking, vormen, walsen en rechttrekken kunnen allemaal spanningen in onderdelen veroorzaken, waardoor ze kunnen verzwakken en hun algehele kwaliteit kan verminderen. Spanningsverlichting verwijdert restspanningen en verbetert de mechanische eigenschappen van het onderdeel zonder de structuur of hardheid te veranderen. Dit proces omvat het verhitten van metalen tot temperaturen net onder hun onderste kritische grens. Het koelproces is altijd langzaam, waardoor het mogelijk is om uniforme onderdelen te maken met consistente mechanische eigenschappen.

Boven en temperen

Deze tweedelige warmtebehandeling verhoogt de hardheid, vervormbaarheid en veerkracht van legeringen op ijzerbasis. Tijdens het afschrikken wordt het metaal verhit tot een hoge temperatuur, waardoor de kristallijne structuur verandert van ferriet in austeniet en het meer koolstof kan opnemen. Het metaal zal dan snel worden afgekoeld om de veranderingen in de microstructuur vast te houden. Omdat blussen zeer harde onderdelen oplevert, komt het meestal na CNC-bewerking.

Om broosheid te verminderen, interne spanningen te verminderen en de levensduur en mechanische eigenschappen van het onderdeel te verbeteren, kunt u het metaal temperen door het te verhitten tot een gematigde temperatuur die onder het kritieke punt ligt.

Voordelen van warmtebehandeling van metaal

Wat doet warmtebehandeling met metaal? Door warmte te behandelen metaal kan de sterkte ervan aanzienlijk toenemen, waardoor warmtebehandeling een populaire keuze is bij fabrikanten in de auto- en ruimtevaartindustrie. Helaas, wanneer u de sterkte van een materiaal verhoogt, kunt u ook de taaiheid verminderen en de broosheid vergroten. Om ervoor te zorgen dat uw metaal niet te broos wordt, moet u mogelijk uw onderdelen uitgloeien of temperen om interne spanningen te verlichten. Door stressverlichtende procedures te volgen, zullen uw warmtebehandelde metalen veel gemakkelijker te bewerken en te bewerken zijn.

Bovendien kunt u door warmtebehandelingen toe te passen op metaallegeringen de microstructuur of chemische samenstelling van het metaal wijzigen om de corrosieweerstand, magnetisme, duurzaamheid, warmtegeleiding en elektrische geleidbaarheid te veranderen. Je kunt zelfs een metalen onderdeel door vele warmtebehandelingen laten gaan om de gewenste prestatie te bereiken.

Warmtebehandeling van metaal met de hulp van Fast Radius

Door uw metaal met warmte te behandelen, kunt u sterkere, minder brosse en beter bewerkbare metalen onderdelen maken. U kunt zelfs de elektrische eigenschappen van uw metaal verbeteren met warmtebehandelingen. Sommige warmtebehandelingen zijn echter beter dan andere, afhankelijk van het materiaal, dus onderzoek doen is essentieel. Als het gaat om het kiezen van de juiste warmtebehandeling voor uw onderdeel, overweeg dan het type metaal dat u gebruikt en de eigenschappen die u wilt hebben. U kunt ook samenwerken met een vertrouwde productiepartner om de beste warmtebehandelingsmethode voor uw behoeften te bepalen.

Bij Fast Radius kan ons team van ervaren ingenieurs en ontwerpers u helpen beslissen welke warmtebehandelingsmethode het meest geschikt is voor uw project. Bovendien bieden we end-to-end ondersteuning voor uw volledige productierun. Neem vandaag nog contact met ons op om aan uw volgende project te beginnen.