Smede brugte varme til at forme metaller til vognkomponenter, hestesko og andre genstande for mange år siden. Metallet blev straks afkølet, når det var formet til den rigtige form. Dette resulterede ofte i, at metallet blev meget hårdere og mindre sprødt. Varmebehandling af metaller er en grundlæggende procedure. Moderne metalbearbejdnings- og bearbejdningsmetoder er mere præcise og sofistikerede end nogensinde før.
Metaller kan formes på en række forskellige måder af forskellige årsager. Den måde, metaller reagerer på præcisionsbearbejdning, ændres af varmebehandlingsprocedurer. Metaller kan varmebehandles for at ændre en række egenskaber. Hårdhed, styrke, formbarhed, elasticitet, bearbejdelighed og andre kvaliteter er blandt andet.
Når disse processer følges nøje, kan der produceres metaller af forskellige standarder med forbløffende specifikke fysiske og kemiske egenskaber.
Hvad er Varmebehandling?
Det er faktisk et nødvendigt aspekt af produktionsprocessen. Dette skyldes, at varmebehandling gør det muligt at opgradere en metalgenstand, så den kan modstå mere slid. Det er processen med at opvarme et metal eller en legering ved at opvarme og afkøle det til en bestemt temperatur.
Varmebehandling kan defineres som opvarmning og afkøling af metaller generelt. Varmebehandlingsmetoden er derimod mere præcis. Formen på det bearbejdede metal bevares under opvarmnings- og afkølingscyklusserne.
Materialets strukturelle og fysiske egenskaber ændrer sig under denne proces for at tjene den ønskede funktion. Det er også muligt, at det er til mere metalarbejde. Varmebehandling af stål eller metaller er afgørende i mange faser af fremstillingsprocessen.
En række industrier, herunder fly, biler, hardware (såsom save og økser), computere, rumfartøjer, militæret og olie- og gasindustrien, bruger varmebehandling i vid udstrækning.
Hvordan gør jegt Arbejde
Materialets strukturelle og fysiske egenskaber ændrer sig under denne proces for at tjene den ønskede funktion. Det er også muligt, at det er til mere metalarbejde. Varmebehandling af stål eller metaller er afgørende i mange faser af fremstillingsprocessen.
Det er en teknik til at ændre egenskaberne ved et metal eller en legering på forskellige produktionsstadier. Varmebehandling kan bruges til at gøre et materiale stærkere, hårdere, mere holdbart eller mere duktilt, afhængigt af materialets krav.
En række industrier, herunder fly, biler, hardware (såsom save og økser), computere, rumfartøjer, militæret og olie- og gasindustrien, bruger varmebehandling i vid udstrækning.
Metallets resultat påvirkes også af afkølingsprocessen efter udblødningstiden. For at sikre, at metallet når det tilsigtede resultat, kan det enten bratkøles hurtigt eller afkøles langsomt i ovnen. For at opnå de ønskede egenskaber i et metal eller en legering skal udblødningstemperaturen, udblødningstiden, afkølingstemperaturen og afkølingsvarigheden kombineres.
Hvilke egenskaber der ændres, afhænger af, hvornår metallet varmebehandles under fremstillingsprocessen, og nogle metaller kan behandles flere gange.
Det er svært at finde ud af, hvilke temperaturer man skal opvarme og afkøle metaller ved, samt hvor lang tid hvert trin i processen skal tage for et bestemt metal eller en bestemt legering. Som følge heraf studerer metallurger (også kendt som materialeforskere) varmens virkninger på metaller og legeringer og giver præcise instruktioner om, hvordan disse procedurer udføres korrekt. Disse data bruges af producenter til at garantere, at deres metalkomponenter har de nødvendige egenskaber ved afslutningen af fremstillingsprocessen.
Hvad er typerne af varmebehandling?
Som tidligere nævnt involverer hver varmebehandlingsmetode opvarmning og afkøling. De fire vigtigste varmebehandlingstyper vil blive diskuteret i dette afsnit. Du vil også lære om deres specifikke bearbejdningsanvendelser.
hærdning
Hærdning er processen med at opvarme et metal til en bestemt temperatur. Dette er den temperatur, hvor metallets bestanddele opløses i opløsningen. Metallets krystalgitterstruktur kan have fejl, der giver en kilde til plasticitet. Varmebehandling hjælper med at korrigere disse fejl.
Dette opnås ved at introducere metallet i en finpartikelopløsning. Dette hjælper med at forstærke metallets struktur. Metallet bratkøles så hurtigt som muligt, når det er blevet grundigt opvarmet til den ønskede temperatur. Bratkøling hjælper metallet med at fange partikler i opløsningen. I andre situationer kan eksperter tilføje urenheder til legeringen for at øge dens styrke yderligere.
Målet med hærdning er at øge metallets styrke. Samtidig reducerer det duktiliteten og gør metallet mere sprødt. Som følge heraf vil det være gavnligt at anløbe metallet efter hærdningsprocessen.
hærdning
Det er en anden varmebehandlingsmetode til at forbedre ståls trækstyrke. Jernbaserede legeringer er typisk hårde, selvom de ofte er for sprøde til flere anvendelser. Anløbning af et metal hjælper med at ændre dets hårdhed, sprødhed og duktilitet. Dette gøres for at gøre bearbejdningsprocessen mere gnidningsfri.
I denne situation sker opvarmning ved en temperatur under den kritiske tærskel. Sprødheden reduceres, og hårdheden opretholdes ved lavere temperaturer. Hærdning forårsager hårdhed, som kan reduceres ved anløbning. Du kan bruge denne metode til at give dit metal nye fysiske egenskaber. Som følge heraf bør anløbning ofte forekomme efter hærdning under varmebehandling.
Annealing
Stål, aluminium, kobber, sølv og messing er alle egnede til denne teknik. Metallet opvarmes til en bestemt temperatur under udglødning. Metallet holdes derefter ved denne temperatur i et stykke tid for at omdanne det. Derefter afkøles luften.
For sølv, kobber og messing kan afkøling ske langsomt eller hurtigt. For at opnå en vellykket udglødning skal stål dog afkøles gradvist. Hærdning er det modsatte af udglødning. Det reducerer metallets hårdhed, samtidig med at dets duktilitet forbedres. Som et resultat bliver det meget lettere at bearbejde metallet. Det er også en fremragende teknik til reparation af korroderet metal. Det hjælper også med at afhjælpe indre spændinger i metaller.
Normalisering
En anden type udglødning er normalisering. Metalmaterialet opvarmes til 200°F i dette scenarie, hvilket er højere end udglødning. Teknikeren opretholder metallets kritiske temperatur, indtil transformationen sker. Efter opvarmning kræver denne varmebehandlingsteknik luftkøling.
Austenitiske korn bliver mindre som følge af denne proces. Brugen af luftkøling hjælper med at forfine ferritiske korn. Det tjener til at eliminere enhver intern spænding i metaller. Metalbrud kan være forårsaget af interne spændinger. Som et resultat er normalisering af metallet afgørende. Hærdning kan derefter sikre, at produktionsoperationerne er vellykkede.
Trin i varmebehandlingsprocessen
Varmebehandling er processen med at opvarme et metal, holde det ved den temperatur i et stykke tid og derefter afkøle det. Metalgenstandens mekaniske egenskaber vil variere under processen. Dette skyldes, at metallets mikrostruktur ændres af den høje temperatur. Og et materiales mikrostruktur har stor indflydelse på dets mekaniske egenskaber.
Varme
Legeringers mikrostruktur ændrer sig under varmebehandling, som vi allerede har dækket. Opvarmningen sker i overensstemmelse med en forudbestemt termisk profil.
Når en legering opvarmes, kan den eksistere i en af tre tilstande. Den kan være en mekanisk blanding, en fast opløsning eller en hybrid af de to.
En mekanisk blanding svarer til en betonblanding, hvor cement bruges til at holde sand og grus sammen. Separate partikler af sand og grus kan stadig ses. Basismetallet holder den mekaniske blanding sammen i metallegeringer.
I en fast opløsning er alle komponenterne derimod homogent blandet. Det betyder, at de ikke kan skelnes fra hinanden, selv under et mikroskop.
Holding
Metallet holdes ved den ønskede temperatur under hele opbevarings- eller iblødsætningstrinnet. Den tid, det tager, bestemmes af kriterierne.
For eksempel kræver hærdning af overfladen kun strukturelle ændringer af metallets overflade for at forbedre overfladehårdheden. Andre metoder kræver derimod ensartede kvaliteter. Holdetiden er længere i dette scenarie.
Udblødningstiden bestemmes også af den anvendte materialetype og komponentens størrelse. Når ensartede kvaliteter ønskes, kræver større komponenter mere tid. Kernen i en stor del tager blot længere tid om at opnå den nødvendige temperatur.
Køling
Efter iblødsætningsfasen skal metallet afkøles i henhold til producentens anvisninger. Strukturændringer forekommer også i denne periode. Afhængigt af adskillige forhold kan en fast opløsning forblive den samme efter afkøling, eller den kan delvist eller helt omdannes til en mekanisk blanding.
Kølehastigheden styres af forskellige medier såsom saltlage, vand, olie eller tvungen luft. Ovenstående kølemedier er anført i faldende rækkefølge efter effektiv kølehastighed. Saltlage absorberer varme hurtigst, mens luft er langsomst.
Ovne kan også bruges i køleprocessen. Når der er behov for forsinket køling, sørger den regulerede atmosfære for høj præcision.
Fordele ved varmebehandling af metaller
Der findes måske ikke noget som metaldele til gadgets og udstyr uden varmebehandling af metallerne. Selv hvis de eksisterede, ville de ikke fungere korrekt. For eksempel ville ikke-jernholdige metaldele være for svage til en række forskellige anvendelser.
Varmebehandling bruges til at styrke metaller og legeringer såsom stål og aluminium. Mange af disse metaller bruges i fly, biler, computere og andre enheder. Metaller med betydelig forbedret styrke anvendes i disse genstande. Dette er nødvendigt for at give korrekt sikkerhed og bedre ydeevne.
Forskydningsstyrke er den vigtigste mekaniske parameter, der ændrer sig efter varmebehandling. Trækstyrke og sejhed er to andre. Varmebehandlede metaller er ofte stærkere og holder længere. Som følge heraf vil der ikke være behov for regelmæssig reparation af dyre metaldele.
Maskiner kører mere effektivt og omkostningseffektivt, når der anvendes varmebehandlede metaldele. Desuden vil produktet være langt mere effektivt, selv til de mest krævende applikationer. Derudover kan nogle applikationer nødvendiggøre brugen af usædvanligt hårde metaller. Det er muligt, at applikationerne vil kræve skarpt definerede kanter.
- Øger materialets duktilitet, hvilket gør det mere fleksibelt.
- Det giver metallet slidstærke egenskaber.
- Spændingerne aflastes, hvilket gør det nemmere at fræse eller svejse emnet.
- Skørheden er forbedret.
- Kan hjælpe et metals elektriske og magnetiske egenskaber.
Hvilke metaller er egnede til varmebehandling?
Varmebehandling kan udføres på kobber, magnesium, aluminium, nikkel, messing og titanlegeringer, såvel som jernholdige metaller.
Stål af forskellige kvaliteter udgør omkring 80% af varmebehandlede metaller. Støbejern, rustfrit stål og forskellige kvaliteter af værktøjsstål er jernholdige metaller, der kan varmebehandles.
På jernholdige metaller anvendes processer som hærdning, udglødning, normalisering, spændingsaflanding, overfladehærdning, nitrering og anløbning almindeligvis.
Varmebehandlingsprocedurer for kobber og kobberlegeringer omfatter udglødning, ældning og bratkøling.
Varmebehandlingsprocedurer som udglødning, opløsningsvarmebehandling og naturlig og kunstig ældning er alle mulige med aluminium. Varmebehandling af aluminium er en præcis procedure. Processens omfang skal defineres, og den skal overvåges nøje i hvert trin for at sikre, at de nødvendige kvaliteter opnås.
Konklusion
Metaller kan drage fordel af varmebehandling for at forbedre deres mekaniske egenskaber. Det kan øge et metals elektriske og magnetiske egenskaber ud over dets fysiske egenskaber. Dette forbedrer delens kompatibilitet med andre materialer yderligere.
Som du har set, findes der adskillige varmebehandlingsprocedurer, der kan hjælpe dig med at forbedre dine produkter. For at opnå de ønskede resultater skal du dog ansætte de bedste folk til at arbejde på dit projekt. Kunshan Baichuan er en producent med 25 års erfaring inden for maskinbearbejdningsindustrien, og vi har det mest professionelle team til at betjene dig.
Det er klart, at ikke alle materialer er egnede til varmebehandlingsmetoder. Ligeledes vil hver metode ikke nødvendigvis gavne et enkelt materiale. For at opnå den ønskede effekt bør hvert materiale studeres separat. Det første punkt er at bruge fasediagrammer og tilgængelig viden om virkningerne af de førnævnte strategier.
