Hoe warmtebehandeling metaalonderdelen verbetert: sterkte, spanningsonderdrukking en bewerkbaarheid

De rol van warmtebehandeling is om de mechanische eigenschappen van materialen te verbeteren, resterende spanningen te elimineren en de bewerkbaarheid van metalen te verbeteren. Volgens de verschillende doeleinden van warmtebehandeling, kan het warmtebehandelingsproces in twee categorieën worden ingedeeld: voorlopige warmtebehandeling en eindige warmtebehandeling.

Voorlopige warmtebehandeling

Het doel van voorlopige warmtebehandeling is om de verwerkingsprestaties te verbeteren, interne spanningen te elimineren en een goede metallografische structuur voor te bereiden voor eindige warmtebehandeling. Het warmtebehandelingsproces omvat aanlaten, normaliseren, verouderen, aanharden en aanlaten.

(1) Aanlaten en normaliseren

Aanlaten en normaliseren worden gebruikt voor warmverwerkte rouwstukken. Koolstofstaal en legerstaal met een koolstofgehalte groter dan 0,5% worden vaak aangebrand om hun hardheid te verlagen en makkelijk te snijden. Koolstofstaal en legerstaal met een koolstofgehalte minder dan 0,5% gebruiken normaliseren om te vermijden dat de hardheid te laag is en het gereedschap kleeft. Aanlaten en normaliseren kunnen de korrels nog verfijnen en de structuur uniform maken, ter voorbereiding op de daaropvolgende warmtebehandeling. Aanlaten en normaliseren worden vaak gepland na de fabricage van het rouwstuk en vóór de ruwbewerking.

(2) Verouderingsbehandeling

De verouderingsbehandeling wordt voornamelijk gebruikt om de interne spanningen te elimineren die ontstaan tijdens de rouwstukfabricage en bewerking.

Om overmatige transportarbeidsbelasting te vermijden, kan voor onderdelen met algemene precisie een verouderingsbehandeling worden gepland vóór de afwerking. Echter, voor onderdelen met hogere precisievereisten (zoals de behuizing van een coördinaat boormachine, etc.), moeten twee of meerdere verouderingsbehandelingsprocedures worden gepland. Eenvoudige onderdelen worden doorgaans niet aan verouderingsbehandeling onderworpen.

Naast gietstukken, voor sommige precisieonderdelen met slechte stevigheid (zoals precisie spindels), om de interne spanningen die tijdens bewerking ontstaan te elimineren en de bewerkingsnauwkeurigheid van de onderdelen te stabiliseren, worden vaak meerdere verouderingsbehandelingen gepland tussen ruwbewerking en half-afwerking. Sommige as-onderdelen ondergaan verouderingsbehandeling na het rechtzetproces.

(3) Aanharden en aanlaten (Vergelen)

Vergelen is de hoge-temperatuur aanlating behandeling na aanharden. Het kan een uniforme en fijn vergeld sorbiet structuur verkrijgen om voor te bereiden op de daaropvolgende oppervlakte aanharding en nitruren behandeling om vervorming te verminderen, dus vergelen kan ook als voorlopige warmtebehandeling worden gebruikt.

Vanwege de betere algehele mechanische eigenschappen van de onderdelen na vergelen, kunnen sommige onderdelen die geen hoge hardheid en slijtvasteheid vereisen, ook als eindige warmtebehandelingsproces worden gebruikt.

2. Eindige warmtebehandeling

Het doel van de eindige warmtebehandeling is om mechanische eigenschappen zoals hardheid, slijtvasteheid en sterkte te verbeteren.

(1) Aanharden

Aanharden heeft oppervlakte aanharden en doorharden. Hierbij is oppervlakte aanharden breed toegepast vanwege kleine vervorming, oxidatie en ontkoolstofing, en oppervlakte aanharden heeft ook de voordelen van hoge buitensterkte en goede slijtvasteheid, terwijl goede binnenste zachtheid en sterke stooteerbaarheid behouden blijft. Om de mechanische eigenschappen van oppervlakte geharde onderdelen te verbeteren, is vaak warmtebehandeling zoals vergelen of normaliseren vereist als voorlopige warmtebehandeling. Het algemene procesroute is: blanken-smeden-normaliseren (aanlaten)-ruwbewerking-vergelen-halfafwerking-oppervlakte aanharden-afwerking.

(2) Cementeren en aanharden

Cementeren en aanharden is geschikt voor laag-koolstofstaal en laag-legerstaal. Eerst het koolstofgehalte van de oppervlaktelaag van het onderdeel verhogen. Na aanharden zal de oppervlaktelaag hoge hardheid verkrijgen, terwijl het kerndeel nog steeds een zekere sterkte en hoge zachtheid en plasticiteit behoudt. Cementeren is verdeeld in volledig cementeren en gedeeltelijk cementeren. In het geval van gedeeltelijk cementeren, moeten anti-infiltratie maatregelen (koper platen of anti-infiltratie materiaal platen) worden genomen voor het niet gecementeerde deel. Omdat de cementerings-aanhardingsvervorming groot is, en de cementeringsdiepte doorgaans tussen 0,5~2 mm ligt, wordt het cementeringsproces doorgaans gepland tussen halfafwerking en afwerking.

De procesroute is doorgaans: blanken-smeden-normaliseren-ruw en halfafwerking-cementeren en aanharden-afwerking.

Wanneer het niet gecementeerde deel van de gedeeltelijk gecementeerde onderdelen het procesplan volgt van het verwijderen van de overmatige gecementeerde laag na het vergroten van de marge, moet het proces van het verwijderen van de overmatige gecementeerde laag worden gepland na cementeren en vóór aanharden.

(3) Nitruren behandeling

Nitruren is een behandelingsmethode die stikstofatomen in het metaaloppervlak laat penetreren om een laag stikstofbevattende verbindingen te verkrijgen. De nitrureerlaag kan de oppervlaktehardheid, slijtvasteheid, vermoeidheidsterkte en corrosiebestendigheid van het onderdeel verbeteren. Aangezien de nitruren behandelingstemperatuur laag is, de vervorming klein is, en de nitrureerlaag dun is (doorgaans niet meer dan 0,6~0,7 mm), moet het nitrurenproces zo veel mogelijk worden gepland. Om de vervorming tijdens nitruren te verminderen, wordt doorgaans na snijden vereist. Voer spanningsonderdrukking hoge temperatuur aanlating uit.