Expertgids voor Warmtebehandeling voor CNC-gewerkte Metaalonderdelen

CNC-bewerking is een subtractieve productiemethode die gereedschappen en rotatie gebruikt om onderdelen te maken uit massieve blokken materiaal. Onderdelen kunnen op een aantal verschillende manieren gearbeitet worden, wat CNC-bewerking een veelzijdig productieproces maakt dat gebruikt kan worden om alles te creëren van auto-chassis tot chirurgische apparatuur.

Warmtebehandelingen zijn een techniek die ontwikkeld is om metalen ofwel bewerkbaarder te maken tijdens het productieproces of om de materiaalkenmerken te verbeteren nadat de bewerking voltooid is. Het strategisch toepassen van warmte en andere elementen op metaalonderdelen stelt de creatie van onderdelen met superieure duktiliteit, hardheid, zwaarte en andere eigenschappen in staat.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende warmtebehandelingen voor CNC-gewerkte metaalonderdelen.

Anneren (Annealing)

Het anneringsproces omvat het verwarmen van metalen tot een kritieke temperatuur, die varieert per legering, het handhaven van die temperatuur voor een periode, en vervolgens het langzaam laten afkoelen in de lucht om de gewenste microstructuur in het metaal te creëren.

Anneren wordt doorgaans toegepast op metaallegeringen na vormgeving om de duktiliteit van het materiaal te verhogen, wat harder metaal minder vatbaar maakt voor barsting of breuk tijdens het bewerkingsproces.

Verging (Case hardening)

Verging is een warmtebehandelingsmethode die de hardheid van de buitenlaag van koolstof- of legeringsstaal verhoogt zonder het interieure materiaal te verharden. Metalen zoals ijzer en staal hebben vaak een lage koolstofgehalte, dus het toepassen van een combinatie van warmte en een koolstofrijke stof op het oppervlak geeft een anderszins laag-koolstoflegering een hoog-koolstof, verhardde buitenlaag. Dit maakt verging ideaal voor toepassingen die flexibiliteit vereisen maar een duurzame, slijtvast buitenlaag, zoals motornokassen.

Hoewel verhardingsprocessen enorme verbeteringen bieden aan de kracht van metalen, neigen ze ook de broosheid van het materiaal te verhogen. Om die reden wordt verging doorgaans na bewerking uitgevoerd.

Spanningsverlichting (Stress relieving)

CNC-bewerking kan spanning binnen hetonderdeelmateriaal creëren die, als onbehandeld gelaten, de algehele kwaliteit van het onderdeel ernstig kan compromitteren. Net als anneren omvat spanningsverlichting het verwarmen van metaallegeringen tot hoge temperaturen en het langzaam laten afkoelen. Echter, in tegenstelling tot anneren, wordt deze warmtebehandeling na het bewerkingsproces toegepast om resterende spanningen te verwijderen. Spanningsverlichting verbetert de mechanische eigenschappen van een onderdeel zonder de structuur of hardheid van het materiaal te veranderen.

Afschrikken en aanlassen (Quenching and tempering)

Ook bekend als martensitische transformatie, is afschrikken en aanlassen een tweedelige methode specifiek ontworpen om de hardheid van staalonderdelen te verhogen.

In het afschrikkingsproces wordt het staal of staallegering verwarmd tot een hoge temperatuur, wat ervoor zorgt dat de kristallijne structuur van het ijzer verandert van ferriet naar austeniet. Dit stelt het metaal in staat om meer koolstof te absorberen.

Het staal wordt dan snel gekoeld om de ijzerfaseverandering "te vergrendelen", terwijl de toevoeging van koolstof resulteert in een uiterst sterke kristalroosterstructuur genaamd martensiet, die uitstekende oppervlaktehardheidseigenschappen heeft.

Aanlassen, aan de andere kant, is het proces van het verwarmen van metalen tot hoge temperaturen (hoewel temperaturen veel lager dan de kritieke temperatuur van het materiaal, in tegenstelling tot anneren) nadat het metaal is afgeschrikt. Dit verlaagt de broosheid van het materiaal, verbetert de zwaarte en verlengt de levensduur van het onderdeel.

Uitzettingsverharding (Precipitation hardening)

Uitzettingsverharding wordt gebruikt om de kracht van buigzame metalen zoals aluminium, roestvrije stalen en superlegeringen te verhogen. Het proces lijkt op afschrikken en aanlassen en omvat het verwarmen van metaal tot een hoge temperatuur, afschrikken, en vervolgens verwarmen tot een lagere temperatuur voor een verlengde periode. Dit stelt uiteinden in de legering in staat te disperseren en dislocatie (onregelmatigheid) beweging binnen de microstructuur te verminderen, wat de kracht en hardheid van het metaal drastisch verhoogt.

Uitzettingsverharding wordt veel toegepast op componenten in luchtvaarttoepassingen waar gewichtsreductie zonder inboeteling van kracht cruciaal is – stukken gemaakt van uiteengezette verhard aluminium kunnen bijvoorbeeld krachten bereiken die vergelijkbaar zijn met roestvrij staal, maar bij ongeveer een derde van het gewicht.

De ideale warmtebehandeling kiezen

Warmtebehandelingen kunnen ongelooflijke verbeteringen leveren aan de materiaaleigenschappen van metaalonderdelen. Het is echter belangrijk voor productteams om hun onderzoek te doen om te bepalen welke warmtebehandeling het beste geschikt is voor een gegeven onderdeel. Terwijl afschrikken en aanlassen ideaal kan zijn voor het creëren van hoogsterke stalen, is het een veel minder nuttig proces voor het behandelen van aluminiumlegeringen. Gelukkig wordt bepalen welk behandelproces voor u geschikt is vereenvoudigd met de hulp van een vertrouwde productiepartner.

Fast Radius gelooft dat de extra mile gaan de norm moet zijn. We zijn een team van ingenieurs en ontwerpers die gepassioneerd zijn over het maken van de dingen die we eens onmogelijk dachten. We brengen deze drive naar elk project, biedend end-to-end ondersteuning op projecten van alle variëteiten, volumes en tijdlijnen. Als u klaar bent om te ontdekken hoe superieure kwaliteit tegen competitieve prijzen eruitziet, neem dan vandaag nog contact met ons op.

Op onze website vindt u het Fast Radius kenniscentrum. Ontdek nieuwe inzichten over moderne productie – zoals hoe het bewerken van kunststofonderdelen verschilt van het bewerken van metaalonderdelen, en welke afwerkingsprocessen na productie toegepast kunnen worden.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte