Warmtebehandeling voor metalen:wat u moet weten

Metaalverwarmingsprocessen worden al sinds de oudheid gebruikt. Vroeger behandelden smeden metaal met warmte om er wapens, hoefijzers of wagenonderdelen van te maken. En met het verstrijken van de jaren blijft het verwarmen van metaal de meest effectieve manier om het in de gewenste vorm te krijgen.

Tegenwoordig is echter warmtebehandeling van metalen is een veel geavanceerder en nauwkeuriger proces geworden. Door moderne bewerkingen te gebruiken, kunnen ingenieurs nu veel efficiënter metalen vormen voor verschillende doeleinden.

Maar er is veel meer bij het behandelen van metalen warmte dan op het eerste gezicht lijkt. Deze processen helpen ingenieurs niet alleen om metalen te vormen. Ze veranderen ook verschillende metaaleigenschappen, waaronder hardheid, sterkte, vervormbaarheid en elasticiteit.

In deze gids bespreken we in meer detail wat warmtebehandeling voor metalen is, evenals warmtebehandelingstypes, processen en doeleinden.

Wat is warmtebehandeling van metalen?

In eenvoudige bewoordingen omvat metaalwarmtebehandeling verwarming en koeling van het materiaal. Het metaal of de legering wordt eerst verwarmd tot een bepaalde temperatuur om het beter vormbaar te maken, en vervolgens wordt het afgekoeld om het uit te harden.

Het doel van een warmtebehandelingsproces is om de gewenste mechanische, chemische en fysische eigenschappen van metaal naar voren te brengen door de microstructuur te veranderen . Dergelijke wijzigingen kunnen het metaal sterker, slijtvaster, taaier of beter bestand tegen temperatuur maken.

Natuurlijk komt metaalverhitting voor in vrijwel elk metaalproces, of het nu gaat om lassen of lasersnijden, maar warmtebehandelingsprocessen worden meer gecontroleerd.

Kortom, warmtebehandeling van metalen speelt een cruciale rol in metaalproductieprocessen. Het stelt ingenieurs in staat om de eigenschappen van het materiaal te selecteren en het beter bestand te maken tegen slijtage.

Hoe werkt een metalen warmtebehandelingsproces?

Hoewel er verschillende soorten warmtebehandelingsprocessen voor metalen zijn (we zullen ze verder in het artikel bespreken), volgen ze allemaal vergelijkbare fasen. Deze fasen zijn meestal:

1. De verwarmingsfase , waar het metaal wordt verwarmd tot een bepaalde temperatuur.
2. De inweekfase , waarbij het materiaal gedurende een bepaalde tijd op een bepaalde temperatuur wordt gehouden.
3. De afkoelfase , waar het metaal wordt afgekoeld tot kamertemperatuur.

We bespreken ze hieronder in meer detail.

De verwarmingsfase

De eerste stap is om het metaal op de gewenste temperatuur te brengen. Tijdens deze fase is het essentieel om ervoor te zorgen dat het materiaal gelijkmatig verwarmd . Daarom wordt er langzaam verwarmd.

Als je het metaal ongelijkmatig zou verhitten, kunnen sommige delen sneller uitzetten dan andere, wat kan leiden tot scheuren en kromtrekken.

De verwarmingssnelheid wordt gekozen op basis van de volgende variabelen:

• De warmtegeleiding van het metaal – hoe hoger de geleidbaarheid, hoe sneller het materiaal zal opwarmen;
• De staat van het materiaal – als het metaal al eerder is gehard of gespannen, moet het langzamer worden verwarmd dan het materiaal dat dat niet is;
• De grootte en doorsnede van het materiaal – grotere onderdelen met ongelijke doorsneden moeten langzamer worden verwarmd, omdat er een risico bestaat op overmatig kromtrekken en barsten.

De inweekfase

Voordat het afkoelt, doorloopt het metaal het inweekproces . Het doel is om het materiaal op een specifieke temperatuur te houden totdat het zijn structuur verandert in de gewenste.

De tijd waarin het metaal 'weekt' wordt de 'weekperiode' genoemd. Ingenieurs bepalen het op basis van de chemische analyse en de metaalmassa.

De koelfase

Ten slotte is er de afkoelfase waarin het metaal wordt teruggekoeld tot kamertemperatuur. De koelmethode is afhankelijk van het metaal. In de meeste gevallen heeft het een koelmedium . nodig – in vloeibare, vaste, gasvorm of een combinatie daarvan.

Het metaal en medium hebben ook invloed op de afkoelsnelheid en -methode. U kunt bijvoorbeeld quenching . gebruiken . Het houdt in dat het metaal snel wordt afgekoeld met lucht, olie, water, pekel of een ander medium. Waterblussen wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt bij het werken met koper.

Het is echter belangrijk op te merken dat door blussen sommige metalen kunnen barsten of kromtrekken. Als vuistregel kan waterafschrikking worden gebruikt om koolstofstaal te koelen, terwijl langzamere methoden beter zijn om gelegeerd staal te harden.

Wat zijn de soorten warmtebehandeling van metaal bij machinale bewerking?

Zoals eerder vermeld, zijn er verschillende soorten warmtebehandeling. En hoewel ze allemaal vergelijkbare processen van verwarmen, weken en afkoelen volgen, hebben ze allemaal verschillende doeleinden bij de bewerking.

De vier soorten metalen warmtebehandeling zijn:

• verharding,
• temperig,
• gloeien,
• en normaliseren.

Verharding

Harden is het proces waarbij het metaal tot een bepaalde temperatuur wordt verhit en het zo snel mogelijk wordt afgekoeld.

Het metaal wordt eerst verwarmd tot een temperatuur waarbij de in het metaal aanwezige elementen in de oplossing van fijne deeltjes gaan, waardoor het materiaal sterker wordt. Snel blussen helpt dan om deze deeltjes op te vangen in de oplossing.

Het doel van dit proces is om het metaal te versterken. Verharding maakt het metaal ook brozer en vermindert de taaiheid ervan. Daarom is het aan te raden het metaal na uitharding te temperen.

Aanhouden

Net als harden, is het doel van ontlaten om de veerkracht van het staal te vergroten. In dit geval wordt het metaal echter verwarmd tot de temperatuur onder het kritische punt , die de hardheid behoudt en de broosheid vermindert.

Het helpt de hardheid te verminderen die wordt veroorzaakt door verharding, waardoor technici nieuwe fysieke eigenschappen voor het metaal kunnen ontwikkelen. Om deze reden volgt ontlaten vaak het uitharden tijdens warmtebehandelingsprocessen.

Uitgloeien

Tijdens het gloeiproces wordt het metaal verwarmd tot een specifieke temperatuur, waarbij het op die temperatuur wordt gehouden om te transformeren en vervolgens af te koelen.

Gloeien is geschikt voor metalen zoals aluminium, staal, koper, zilver en messing, en het doel is om de hardheid van het metaal te verminderen en tegelijkertijd de taaiheid te vergroten. Met andere woorden, uitgloeien is het tegenovergestelde van uitharden.

Wat betreft het koelproces, het kan sneller zijn bij het uitgloeien van zilver, koper of messing. Bij het werken met staal moet de afkoeling echter langzaam en geleidelijk plaatsvinden om effectief te zijn.

Normaliseren

Normaliseren is in wezen een andere vorm van uitgloeien. Het verschil is dat het metaal wordt verwarmd tot een hogere temperatuur .

Eenmaal verwarmd, wordt het metaal op die kritische temperatuur gehouden tot transformatie, en vervolgens wordt de lucht afgekoeld. Het proces leidt tot kleinere austenitische korrels, waarbij luchtkoeling helpt om ferritische en meer verfijnde korrels te produceren.

Het doel van normaliseren is om interne spanning van metalen te verwijderen , wat kan leiden tot metaalfalen als er niet voor wordt gezorgd. Zodra het metaal is genormaliseerd, gebruiken technici verharding om het materiaal te versterken en ervoor te zorgen dat het productieproces succesvol is.

Waarom worden metalen thermisch behandeld?

Warmtebehandeling van metalen is een noodzakelijk onderdeel van de metaalproductie . Zonder het proces zou het produceren van onderdelen voor apparaten en apparatuur niet mogelijk zijn, omdat ze dan niet goed zouden functioneren.

Warmtebehandeling zorgt ervoor dat metalen zoals staal en aluminium sterk genoeg zijn om specifieke toepassingen te weerstaan. Zo worden warmtebehandelde metalen gebruikt in vliegtuigen, auto's en andere producten die afhankelijk zijn van metalen met verhoogde sterkte en weerstand.

Warmtebehandelingsprocessen verbeteren ook de duurzaamheid van metalen. Daarom zijn warmtebehandelde metalen de kern geworden van kosteneffectieve machines , omdat ze efficiënter zijn en minder vatbaar voor beschadiging.

Het thermisch behandelen van metaal biedt echter niet alleen toepassingsvoordelen. Het biedt ook tal van voordelen voor fabrikanten. Een warmtebehandelingsproces bijvoorbeeld verlicht interne spanningen in het materiaal, waardoor het veel gemakkelijker te lassen of machinaal te maken is.

Als we alle voordelen van warmtebehandelingsprocessen zouden samenvatten, zou de lijst het volgende bevatten:

• Verhoogde sterkte van het materiaal, terwijl het taaier en flexibeler wordt gemaakt;
• Verminderde interne spanningen, waardoor het materiaal gemakkelijker te lassen of te bewerken is;
• Verbeterde broosheid;
• Introductie van slijtvaste eigenschappen aan het materiaal;
• Verbeterde elektrische en magnetische eigenschappen van metalen.

Belangrijkste afhaalrestaurants

Samenvattend, warmtebehandeling voor metalen is een proces van verwarmen, weken en afkoelen van het materiaal. Tijdens het warmtebehandelingsproces verandert het metaal zijn microstructuur, wat resulteert in verbeterde sterkte, duurzaamheid, brosheid en flexibiliteit.

Er zijn verschillende soorten metaalwarmteprocessen, met als meest voorkomende verharding, ontlaten, gloeien en normaliseren. En hoewel ze allemaal dezelfde processen volgen, zijn hun doelen verschillend.

Warmtebehandeling is van vitaal belang om de mechanische eigenschappen van het metaal te verbeteren, wat resulteert in een verbeterde compatibiliteit van het materiaal met andere materialen en onderdelen.

Daarom worden warmtebehandelde metalen gebruikt in toepassingen en producten die meer sterkte en weerstand vereisen, zoals vliegtuigen, auto's of machines.

Hoewel warmtebehandeling iemands producten kan verbeteren, moet het worden uitgevoerd door gekwalificeerde technici. Dit is waar Gensun Precision Machining kan helpen. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze diensten en om te zien hoe we u kunnen helpen met uw projecten.