Vor vielen Jahren nutzten Schmiede die Hitze, um Metalle für Wagenteile, Hufeisen und andere Gegenstände zu formen. Das Metall wurde sofort abgekühlt, sobald es in die richtige Form gebracht wurde. Dies führte häufig dazu, dass das Metall viel zäher und weniger spröde wurde. Die Wärmebehandlung von Metallen ist ein grundlegendes Verfahren. Moderne Metallbearbeitungs- und Bearbeitungsmethoden sind präziser und anspruchsvoller als je zuvor.
Metalle können aus verschiedenen Gründen auf unterschiedliche Weise geformt werden. Die Art und Weise, wie Metalle auf Präzisionsbearbeitung reagieren, wird durch Wärmebehandlungsverfahren verändert. Metalle können wärmebehandelt werden, um eine Vielzahl von Eigenschaften zu verändern. Dazu gehören Härte, Festigkeit, Formbarkeit, Elastizität, Bearbeitbarkeit und andere Eigenschaften.
Wenn diese Prozesse strikt befolgt werden, können Metalle verschiedener Standards mit erstaunlich spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften hergestellt werden.
Was ist Wärmebehandlung?
Es handelt sich tatsächlich um einen notwendigen Aspekt des Produktionsprozesses. Dies liegt daran, dass durch die Wärmebehandlung ein Metallgegenstand so aufgewertet werden kann, dass er stärkerem Verschleiß standhält. Dabei handelt es sich um den Prozess des Erhitzens eines Metalls oder einer Legierung durch Erhitzen und Abkühlen auf eine bestimmte Temperatur.
Unter Wärmebehandlung versteht man allgemein das Erhitzen und Abkühlen von Metallen. Präziser ist hingegen die Wärmebehandlungsmethode. Die Form des Arbeitsmetalls bleibt während der Aufheiz- und Abkühlzyklen erhalten.
Die strukturellen und physikalischen Eigenschaften des Materials verändern sich während dieses Prozesses, um die gewünschte Funktion zu erfüllen. Es ist auch möglich, dass es für weitere Metallarbeiten verwendet wird. Die Wärmebehandlung von Stahl oder Metallen ist in vielen Phasen des Herstellungsprozesses von entscheidender Bedeutung.
Eine Reihe von Branchen, darunter Flugzeuge, Automobile, Hardware (wie Sägen und Äxte), Computer, Raumfahrzeuge, das Militär sowie die Öl- und Gasindustrie, nutzen die Wärmebehandlung in großem Umfang.
Wie geht es mir?t Projekte
Die strukturellen und physikalischen Eigenschaften des Materials verändern sich während dieses Prozesses, um die gewünschte Funktion zu erfüllen. Es ist auch möglich, dass es für weitere Metallarbeiten verwendet wird. Die Wärmebehandlung von Stahl oder Metallen ist in vielen Phasen des Herstellungsprozesses von entscheidender Bedeutung.
Dabei handelt es sich um eine Technik zur Veränderung der Eigenschaften eines Metalls oder einer Legierung in verschiedenen Produktionsphasen. Durch Wärmebehandlung kann ein Material je nach den Anforderungen des Materials fester, härter, haltbarer oder dehnbarer gemacht werden.
Eine Reihe von Branchen, darunter Flugzeuge, Automobile, Hardware (wie Sägen und Äxte), Computer, Raumfahrzeuge, das Militär sowie die Öl- und Gasindustrie, nutzen die Wärmebehandlung in großem Umfang.
Das Ergebnis des Metalls wird auch durch den Abkühlungsprozess nach der Haltezeit beeinflusst. Um sicherzustellen, dass das Metall das gewünschte Ergebnis erreicht, kann es schnell abgeschreckt oder langsam im Ofen abgekühlt werden. Um die gewünschten Eigenschaften in einem Metall oder einer Legierung zu erreichen, müssen Haltetemperatur, Haltezeit, Abkühlungstemperatur und Abkühlungsdauer kombiniert werden.
Welche Eigenschaften sich ändern, hängt davon ab, wann das Metall während des Herstellungsprozesses wärmebehandelt wird, und einige Metalle können mehrere Male behandelt werden.
Es ist schwierig, die richtigen Temperaturen für die Erhitzung und Abkühlung von Metallen sowie die Dauer der einzelnen Prozessschritte für ein bestimmtes Metall oder eine bestimmte Legierung zu ermitteln. Aus diesem Grund untersuchen Metallurgen (auch Materialwissenschaftler genannt) die Auswirkungen von Hitze auf Metalle und Legierungen und geben genaue Anweisungen zur korrekten Durchführung dieser Verfahren. Diese Daten werden von Herstellern verwendet, um sicherzustellen, dass ihre Metallkomponenten am Ende des Herstellungsprozesses die erforderlichen Eigenschaften aufweisen.
Welche Arten der Wärmebehandlung gibt es?
Wie bereits erwähnt, umfasst jede Wärmebehandlungsmethode Erhitzen und Abkühlen. In diesem Abschnitt werden die vier wichtigsten Wärmebehandlungsarten erläutert. Sie erfahren auch mehr über ihre spezifischen Bearbeitungsanwendungen.
Härten
Beim Härten wird ein Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Dies ist die Temperatur, bei der sich die Bestandteile des Metalls in der Lösung auflösen. Die Kristallgitterstruktur des Metalls kann Fehler aufweisen, die eine Quelle der Plastizität darstellen. Eine Wärmebehandlung hilft bei der Korrektur dieser Fehler.
Dies wird erreicht, indem das Metall in eine Lösung mit feinen Partikeln gegeben wird. Dies trägt dazu bei, die Struktur des Metalls zu verstärken. Das Metall wird so schnell wie möglich abgeschreckt, nachdem es gründlich auf die gewünschte Temperatur erhitzt wurde. Das Abschrecken hilft dem Metall dabei, Partikel in der Lösung einzufangen. In anderen Situationen können Experten der Legierung Verunreinigungen hinzufügen, um ihre Festigkeit noch weiter zu erhöhen.
Ziel des Härtens ist es, die Festigkeit des Metalls zu erhöhen. Gleichzeitig verringert es die Duktilität und macht das Metall spröder. Daher ist es sinnvoll, das Metall nach dem Härten zu temperieren.
Anlassen
Es handelt sich um eine weitere Wärmebehandlungsmethode zur Verbesserung der Zugfestigkeit von Stahl. Eisenbasierte Legierungen sind normalerweise hart, obwohl sie für einige Anwendungen häufig zu spröde sind. Das Tempern eines Metalls trägt dazu bei, seine Härte, Sprödigkeit und Duktilität zu verändern. Dies wird getan, um den Bearbeitungsprozess reibungsloser zu gestalten.
In dieser Situation erfolgt die Erwärmung auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Schwelle. Die Sprödigkeit wird verringert und die Härte bleibt bei niedrigeren Temperaturen erhalten. Durch das Härten entsteht eine Härte, die durch Anlassen verringert werden kann. Mit dieser Methode können Sie Ihrem Metall neue physikalische Eigenschaften verleihen. Daher sollte nach dem Härten während der Wärmebehandlung häufig ein Anlassen erfolgen.
Temperm
Für diese Technik eignen sich Stahl, Aluminium, Kupfer, Silber und Messing. Beim Glühen wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Anschließend wird das Metall eine Zeit lang auf dieser Temperatur gehalten, um es umzuwandeln. Danach wird die Luft abgekühlt.
Bei Silber, Kupfer und Messing kann die Abkühlung langsam oder schnell erfolgen. Für ein erfolgreiches Glühen muss Stahl jedoch langsam abgekühlt werden. Härten ist das genaue Gegenteil von Glühen. Es verringert die Härte des Metalls und verbessert gleichzeitig seine Duktilität. Dadurch wird die Bearbeitung des Metalls viel einfacher. Es ist auch eine ausgezeichnete Technik zum Reparieren von korrodiertem Metall. Es hilft auch beim Abbau innerer Spannungen in Metallen.
Ausglühen
Eine andere Art des Glühens ist das Normalisieren. Das Metallmaterial wird in diesem Szenario auf 200 °F erhitzt, was höher ist als beim Glühen. Der Techniker hält die kritische Temperatur des Metalls aufrecht, bis die Umwandlung erfolgt. Nach dem Erhitzen erfordert diese Wärmebehandlungstechnik eine Luftkühlung.
Durch diesen Prozess werden austenitische Körner kleiner. Der Einsatz von Luftkühlung unterstützt die Verfeinerung ferritischer Körner. Es dient dazu, innere Spannungen in Metallen zu beseitigen. Metallversagen kann durch innere Spannungen verursacht werden. Daher ist die Normalisierung des Metalls von entscheidender Bedeutung. Durch die Härtung kann dann der Produktionserfolg sichergestellt werden.
Schritte des Wärmebehandlungsprozesses
Bei der Wärmebehandlung wird ein Metall erhitzt, für eine gewisse Zeit auf dieser Temperatur gehalten und dann abgekühlt. Die mechanischen Eigenschaften des Metallgegenstands verändern sich während des Prozesses. Das liegt daran, dass die Mikrostruktur des Metalls durch die hohen Temperaturen verändert wird. Und die Mikrostruktur eines Materials hat einen großen Einfluss auf seine mechanischen Eigenschaften.
HEATING / HEIZEN
Wie bereits erwähnt, verändert sich die Mikrostruktur von Legierungen während der Wärmebehandlung. Die Erwärmung erfolgt gemäß einem vorgegebenen thermischen Profil.
Beim Erhitzen kann eine Legierung in einem von drei Zuständen vorliegen. Dabei kann es sich um ein mechanisches Mischen, eine feste Lösung oder eine Mischung aus beidem handeln.
Eine mechanische Mischung ähnelt einer Betonmischung, bei der Zement verwendet wird, um Sand und Kies zusammenzuhalten. Es sind noch einzelne Sand- und Kiespartikel zu sehen. Bei Metalllegierungen hält das Grundmetall die mechanische Mischung zusammen.
In einer festen Lösung hingegen sind alle Bestandteile homogen vermischt, d.h. sie sind auch unter dem Mikroskop nicht voneinander zu unterscheiden.
unter
Das Metall wird während des Halte- oder Einweichschritts auf der gewünschten Temperatur gehalten. Die Dauer wird durch die Kriterien bestimmt.
Beim Einsatzhärten werden beispielsweise nur die Gefügeänderungen an der Metalloberfläche vorgenommen, um die Oberflächenhärte zu verbessern. Bei anderen Verfahren hingegen sind gleichmäßige Qualitäten erforderlich. Die Haltedauer ist hierbei länger.
Die Einweichzeit wird auch von der Art des verwendeten Materials und der Größe des Bauteils bestimmt. Wenn einheitliche Qualitäten gewünscht sind, benötigen größere Bauteile mehr Zeit. Der Kern eines großen Teils braucht lediglich länger, um die erforderliche Temperatur zu erreichen.
Kühlung:
Nach dem Einweichen muss das Metall gemäß den Anweisungen des Herstellers abgekühlt werden. Während dieser Zeit kommt es auch zu Strukturänderungen. Abhängig von zahlreichen Bedingungen kann eine feste Lösung nach dem Abkühlen unverändert bleiben oder sich teilweise oder vollständig in eine mechanische Mischung verwandeln.
Die Abkühlgeschwindigkeit wird durch verschiedene Medien wie Sole, Wasser, Öl oder Druckluft gesteuert. Die oben aufgeführten Kühlmedien sind in absteigender Reihenfolge der effektiven Kühlrate aufgeführt. Sole nimmt Wärme am schnellsten auf, während Luft am langsamsten ist.
Im Kühlprozess können auch Öfen eingesetzt werden. Wenn eine verzögerte Kühlung erforderlich ist, sorgt die regulierte Atmosphäre für hohe Präzision.
Vorteile der Wärmebehandlung von Metallen
Ohne Wärmebehandlung von Metallen gibt es möglicherweise nichts Besseres als Metallteile für Geräte und Geräte. Selbst wenn es sie gäbe, würden sie nicht richtig funktionieren. Beispielsweise wären Buntmetallteile für verschiedene Anwendungen zu schwach.
Durch Wärmebehandlung werden Metalle und Legierungen wie Stahl und Aluminium verstärkt. Viele dieser Metalle werden in Flugzeugen, Autos, Computern und anderen Geräten verwendet. Bei diesen Artikeln werden Metalle mit erheblich erhöhter Festigkeit verwendet. Dies ist notwendig, um die richtige Sicherheit und eine höhere Leistung zu gewährleisten.
Die Scherfestigkeit ist der wichtigste mechanische Parameter, der sich nach einer Wärmebehandlung ändert. Zugfestigkeit und Zähigkeit sind zwei weitere. Wärmebehandelte Metalle sind oft stärker und halten länger. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, kostspielige Metallteile regelmäßig zu reparieren.
Maschinen laufen effizienter und kostengünstiger, wenn wärmebehandelte Metallteile verwendet werden. Darüber hinaus ist das Produkt selbst bei anspruchsvollsten Anwendungen weitaus effizienter. Darüber hinaus können einige Anwendungen die Verwendung von außergewöhnlich harten Metallen erfordern. Es ist möglich, dass die Anwendungen scharf definierte Kanten erfordern.
- Erhöht die Duktilität des Materials und macht es flexibler.
- Es verleiht dem Metall verschleißfeste Eigenschaften.
- Spannungen werden abgebaut und das Werkstück lässt sich leichter fräsen oder schweißen.
- Die Sprödigkeit wird verbessert.
- Kann die elektrischen und magnetischen Eigenschaften eines Metalls verbessern.
Welche Metalle eignen sich für die Wärmebehandlung?
Die Wärmebehandlung kann an Kupfer, Magnesium, Aluminium, Nickel, Messing usw. durchgeführt werden Titanlegierungensowie Eisenmetalle.
Stähle verschiedener Qualitäten machen etwa 80 % der wärmebehandelten Metalle aus. Gusseisen, Edelstahl und verschiedene Werkzeugstahlsorten sind Eisenmetalle, die wärmebehandelt werden können.
Bei Eisenmetallen werden üblicherweise Verfahren wie Härten, Glühen, Normalisieren, Spannungsarmglühen, Einsatzhärten, Nitrieren und Anlassen angewendet.
Zu den Wärmebehandlungsverfahren für Kupfer und Kupferlegierungen gehören Glühen, Altern und Abschrecken.
Bei Aluminium sind Wärmebehandlungsverfahren wie Glühen, Lösungsglühen sowie natürliches und künstliches Altern möglich. Die Wärmebehandlung von Aluminium ist ein präzises Verfahren. Der Umfang des Prozesses muss definiert und in jeder Phase genau überwacht werden, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Qualitäten erreicht werden.
Fazit
Durch Wärmebehandlung können die mechanischen Eigenschaften von Metallen verbessert werden. Neben den physikalischen Eigenschaften können auch die elektrischen und magnetischen Eigenschaften eines Metalls verbessert werden. Dadurch wird die Kompatibilität des Teils mit anderen Materialien noch weiter verbessert.
Wie Sie gesehen haben, gibt es verschiedene Wärmebehandlungsverfahren, mit denen Sie Ihre Produkte verbessern können. Um jedoch die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, müssen Sie die besten Mitarbeiter für Ihr Projekt einstellen. Kunshan Baichuan ist ein Hersteller mit 25 Jahren Erfahrung in der Bearbeitungsindustrie und wir verfügen über das professionellste Team, das Sie bedienen kann.
Offensichtlich sind nicht alle Materialien für Wärmebehandlungsmethoden geeignet. Ebenso kommt nicht jeder Ansatz unbedingt einem einzelnen Material zugute. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, sollte jedes Material separat untersucht werden. Der Ausgangspunkt besteht darin, Phasendiagramme und zugängliches Wissen über die Auswirkungen der oben genannten Strategien zu verwenden.
