Onder warmtebehandeling verstaat men een thermisch proces voor metaal waarbij het materiaal wordt verhit, vastgehouden en afgekoeld door middel van verhitting in de vaste toestand om de gewenste structuur en eigenschappen te verkrijgen.
I. Warmtebehandeling
1. Normaliseren: het staal of de staalstukken worden verhit tot het kritische punt van AC3 of ACM boven de geschikte temperatuur om een bepaalde tijdsperiode te handhaven na afkoeling in de lucht, om het perlitische type organisatie van het warmtebehandelingsproces te verkrijgen.
2. Gloeien: eutectisch stalen werkstuk verhit tot AC3 boven 20-40 graden, nadat dit gedurende een bepaalde tijd is aangehouden, waarbij de oven langzaam is afgekoeld (of begraven in zand of kalk) tot 500 graden onder de koeling in het luchtwarmtebehandelingsproces.
3. Warmtebehandeling met vaste oplossing: de legering wordt verhit tot een eenfasegebied met hoge temperaturen en een constante temperatuur om deze te handhaven, zodat de overtollige fase volledig oplost in de vaste oplossing, en vervolgens snel afgekoeld om een warmtebehandelingsproces met oververzadigde vaste oplossing te verkrijgen.
4. Veroudering: Na een warmtebehandeling met vaste oplossing of koude plastische vervorming van de legering, wanneer deze op kamertemperatuur wordt geplaatst of op een iets hogere temperatuur dan kamertemperatuur wordt gehouden, veranderen de eigenschappen ervan in de loop van de tijd.
5. Vaste oplossingbehandeling: zodat de legering in verschillende fasen volledig oplost, de vaste oplossing wordt versterkt en de taaiheid en corrosiebestendigheid worden verbeterd, spanning en verzachting worden geëlimineerd, om de verwerking van het gieten voort te zetten.
6. Verouderingsbehandeling: verwarmen en op de temperatuur van de neerslag van de versterkende fase houden, zodat de neerslag van de versterkende fase neerslaat, wordt gehard en de sterkte wordt verbeterd.
7. Afschrikken: het austeniteren van staal na afkoeling met een geschikte koelsnelheid, zodat het werkstuk in de dwarsdoorsnede van alle of een bepaald bereik van onstabiele organisatiestructuur zoals martensiettransformatie van het warmtebehandelingsproces.
8. Ontlaten: het gebluste werkstuk wordt gedurende een bepaalde tijd verhit tot het kritische punt van AC1 onder de geschikte temperatuur en vervolgens afgekoeld in overeenstemming met de vereisten van de methode, om de gewenste organisatie en eigenschappen van het warmtebehandelingsproces te verkrijgen.
9. Carbonitreren van staal: carbonitreren is een proces waarbij koolstof en stikstof gelijktijdig in de oppervlaktelaag van staal worden geïnfiltreerd. Conventioneel carbonitreren staat ook bekend als cyanide; gascarbonitreren bij gemiddelde temperatuur en gascarbonitreren bij lage temperatuur (d.w.z. gasnitrocarbureren) worden het meest toegepast. Het belangrijkste doel van gascarbonitreren bij gemiddelde temperatuur is het verbeteren van de hardheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte van staal. Gascarbonitreren bij lage temperatuur is gebaseerd op nitreren, met als belangrijkste doel het verbeteren van de slijtvastheid en de bijtweerstand van staal.
10. Ontlaten (harden en temperen): de algemene gewoonte is om te harden en te temperen bij hoge temperaturen in combinatie met een warmtebehandeling, ook wel ontlaten genoemd. Ontlaten wordt veel gebruikt in diverse belangrijke structurele onderdelen, met name onderdelen die werken onder wisselende belastingen van drijfstangen, bouten, tandwielen en assen. Ontlaten na de ontlaatbehandeling om een getemperde sohnietstructuur te verkrijgen, heeft betere mechanische eigenschappen dan een genormaliseerde sohnietstructuur. De hardheid hangt af van de ontlaattemperatuur bij hoge temperaturen, de ontlaatstabiliteit van het staal en de doorsnede van het werkstuk, doorgaans tussen HB200 en HB350.
11. Solderen: bij het solderen worden twee soorten werkstukken verhit, gesmolten en aan elkaar verbonden door middel van warmtebehandeling.
II.Tde kenmerken van het proces
Warmtebehandeling van metaal is een van de belangrijkste processen in de mechanische productie. Vergeleken met andere bewerkingsprocessen verandert warmtebehandeling over het algemeen niet de vorm van het werkstuk en de algehele chemische samenstelling, maar verandert het de interne microstructuur van het werkstuk of de chemische samenstelling van het oppervlak van het werkstuk, om de eigenschappen van het werkstuk te verbeteren. Het wordt gekenmerkt door een verbetering van de intrinsieke kwaliteit van het werkstuk, die over het algemeen niet met het blote oog zichtbaar is. Om het metalen werkstuk de vereiste mechanische, fysische en chemische eigenschappen te geven, is, naast een redelijke materiaalkeuze en een verscheidenheid aan gietprocessen, een warmtebehandeling vaak essentieel. Staal is het meest gebruikte materiaal in de mechanische industrie. De complexe microstructuur van staal kan worden gecontroleerd door warmtebehandeling, waardoor de warmtebehandeling van staal de belangrijkste component van de metaalwarmtebehandeling is. Daarnaast kunnen ook aluminium, koper, magnesium, titanium en andere legeringen een warmtebehandeling ondergaan om de mechanische, fysische en chemische eigenschappen te veranderen en zo verschillende prestaties te verkrijgen.
derde.Thet proces
Het warmtebehandelingsproces omvat over het algemeen drie processen: verwarmen, verwarmen en koelen, soms slechts twee. Deze processen zijn met elkaar verbonden en kunnen niet worden onderbroken.
Verhitting is een van de belangrijkste processen binnen warmtebehandeling. Er zijn veel verwarmingsmethoden voor metaalwarmtebehandeling. De oudste is het gebruik van houtskool en steenkool als warmtebron, de recentere toepassing van vloeibare en gasvormige brandstoffen. De toepassing van elektriciteit maakt verwarming eenvoudig te regelen en zorgt voor minder milieuvervuiling. Deze warmtebronnen kunnen direct worden verhit, maar ook via het gesmolten zout of metaal, tot zwevende deeltjes voor indirecte verhitting.
Bij verhitting van metaal wordt het werkstuk blootgesteld aan lucht, oxidatie en ontkoling treden vaak op (d.w.z. het koolstofgehalte van de stalen onderdelen neemt af), wat een zeer negatieve invloed heeft op de oppervlakte-eigenschappen van de warmtebehandelde onderdelen. Daarom moet het metaal meestal in een gecontroleerde atmosfeer of beschermende atmosfeer worden verhit, bijvoorbeeld met gesmolten zout of vacuüm, of met coatings of verpakkingsmethoden voor beschermende verhitting.
De verwarmingstemperatuur is een van de belangrijkste procesparameters van het warmtebehandelingsproces. De selectie en controle van de verwarmingstemperatuur is belangrijk om de kwaliteit van de warmtebehandeling te waarborgen. De verwarmingstemperatuur varieert afhankelijk van het te behandelen metaalmateriaal en het doel van de warmtebehandeling, maar wordt over het algemeen verwarmd boven de faseovergangstemperatuur om een hoge temperatuur te verkrijgen. Bovendien vereist de transformatie een bepaalde tijd. Om de vereiste verwarmingstemperatuur te bereiken, moet het oppervlak van het metalen werkstuk gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur worden gehouden, zodat de interne en externe temperaturen consistent zijn en de microstructuurtransformatie voltooid is. Dit wordt de houdtijd genoemd. Door gebruik te maken van verwarming met hoge energiedichtheid en oppervlaktewarmtebehandeling is de verwarmingssnelheid extreem hoog. Er is over het algemeen geen houdtijd, terwijl de houdtijd bij chemische warmtebehandeling vaak langer is.
Koelen is ook een onmisbare stap in het warmtebehandelingsproces. Koelmethoden worden gebruikt vanwege verschillende processen, voornamelijk om de koelsnelheid te regelen. De koelsnelheid bij algemeen gloeien is het laagst, de koelsnelheid bij normaliseren is sneller en de koelsnelheid bij afschrikken is sneller. Daarnaast zijn er verschillende soorten staal en hebben ze verschillende vereisten, zoals luchtgehard staal dat met dezelfde koelsnelheid kan worden afgekoeld als bij normaliseren.
IV.Pprocesclassificatie
Het warmtebehandelingsproces van metaal kan grofweg worden onderverdeeld in drie categorieën: oppervlaktebehandeling en chemische warmtebehandeling. Afhankelijk van het verwarmingsmedium, de verwarmingstemperatuur en de koelmethode, kan elke categorie worden onderverdeeld in een aantal verschillende warmtebehandelingsprocessen. Hetzelfde metaal kan, met verschillende warmtebehandelingsprocessen, verschillende structuren krijgen en dus verschillende eigenschappen hebben. IJzer en staal zijn de meest gebruikte metalen in de industrie, en de microstructuur van staal is ook het meest complex, waardoor er een verscheidenheid aan warmtebehandelingsprocessen voor staal bestaat.
Algehele warmtebehandeling is de algehele verhitting van het werkstuk, gevolgd door afkoeling met een geschikte snelheid, om de vereiste metallurgische structuur te verkrijgen en zo de algehele mechanische eigenschappen van het metaal te veranderen. Algehele warmtebehandeling van staal bestaat uit vier basisprocessen: ruwgloeien, normaliseren, afschrikken en ontlaten.
Proces betekent:
Gloeien is het verwarmen van het werkstuk tot de juiste temperatuur, afhankelijk van het materiaal en de grootte van het werkstuk met behulp van verschillende houdtijden, en vervolgens langzaam afkoelen, het doel is om de interne organisatie van het metaal zo te maken dat deze de evenwichtstoestand bereikt of benadert, om goede procesprestaties en -prestaties te verkrijgen, of voor verder afschrikken voor de organisatie van de voorbereiding.
Normaliseren houdt in dat het werkstuk na afkoeling aan de lucht wordt verhit tot de juiste temperatuur. Het effect van normaliseren lijkt op gloeien, alleen ontstaat er een fijnere structuur. Het wordt vaak gebruikt om de snijprestaties van het materiaal te verbeteren, maar soms ook als laatste warmtebehandeling voor minder veeleisende onderdelen.
Afschrikken houdt in dat het werkstuk wordt verwarmd en geïsoleerd in water, olie of andere anorganische zouten, organische waterige oplossingen en andere afschrikmiddelen voor snelle afkoeling. Na het afschrikken worden de stalen onderdelen hard, maar tegelijkertijd bros. Om de brosheid tijdig te verwijderen, is het over het algemeen noodzakelijk om tijdig te ontlaten.
Om de broosheid van stalen onderdelen te verminderen, worden de stalen onderdelen gedurende een lange periode afgeschrikt bij een geschikte temperatuur hoger dan kamertemperatuur en lager dan 650 °C, waarna ze worden afgekoeld. Dit proces wordt ontlaten genoemd. Gloeien, normaliseren, afschrikken en ontlaten is de algemene warmtebehandeling volgens de "vier vuren". Afschrikken en ontlaten zijn nauw verwant en worden vaak in combinatie met elkaar gebruikt. De "vier vuren" hebben verschillende verwarmingstemperaturen en koelmethoden en hebben een ander warmtebehandelingsproces ontwikkeld. Om een bepaalde mate van sterkte en taaiheid te verkrijgen, worden afschrikken en ontlaten bij hoge temperaturen gecombineerd met het proces dat ontlaten wordt genoemd. Nadat bepaalde legeringen zijn afgeschrikt tot een oververzadigde vaste oplossing, worden ze gedurende langere tijd op kamertemperatuur of een iets hogere geschikte temperatuur gehouden om de hardheid, sterkte of het elektrische magnetisme van de legering te verbeteren. Een dergelijk warmtebehandelingsproces wordt verouderingsbehandeling genoemd.
Drukverwerking vervorming en warmtebehandeling effectief en nauw gecombineerd om uit te voeren, zodat het werkstuk een zeer goede sterkte, taaiheid verkrijgt met de methode die bekend staat als vervorming warmtebehandeling; in een negatieve druk atmosfeer of vacuüm in de warmtebehandeling bekend als vacuüm warmtebehandeling, die niet alleen kan het werkstuk niet oxideren niet ontkolen niet het oppervlak van het werkstuk na behandeling behouden, de prestaties van het werkstuk verbeteren, maar ook door het osmotische middel voor chemische warmtebehandeling.
Oppervlaktewarmtebehandeling is het verwarmen van de oppervlaktelaag van het werkstuk om de mechanische eigenschappen van de oppervlaktelaag te veranderen tijdens de metaalwarmtebehandeling. Om alleen de oppervlaktelaag van het werkstuk te verwarmen zonder overmatige warmteoverdracht, moet de warmtebron een hoge energiedichtheid hebben. Dit betekent dat er binnen het werkstukoppervlak een hogere warmte-energie moet worden afgegeven, zodat de oppervlaktelaag van het werkstuk lokaal of in een korte tijdspanne hoge temperaturen kan bereiken. Oppervlaktewarmtebehandeling, zoals vlamblussing en inductieverwarming, omvat de belangrijkste methoden. Veelgebruikte warmtebronnen zijn oxyacetyleen of oxypropaan, inductiestroom, laser en elektronenbundel.
Chemische warmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces waarbij de chemische samenstelling, structuur en eigenschappen van de oppervlaktelaag van het werkstuk worden gewijzigd. Chemische warmtebehandeling verschilt van oppervlaktewarmtebehandeling doordat de eerste de chemische samenstelling van de oppervlaktelaag van het werkstuk verandert. Chemische warmtebehandeling wordt toegepast op het werkstuk dat koolstof, zout of andere legeringselementen bevat, in het medium (gas, vloeistof, vaste stof) tijdens verhitting en isolatie gedurende een langere periode, waardoor koolstof, stikstof, boor, chroom en andere elementen in de oppervlaktelaag van het werkstuk worden opgenomen. Na infiltratie van elementen volgen soms andere warmtebehandelingsprocessen zoals afschrikken en ontlaten. De belangrijkste methoden van chemische warmtebehandeling zijn carboneren, nitreren en metaalpenetratie.
Warmtebehandeling is een van de belangrijkste processen in het productieproces van mechanische onderdelen en mallen. Over het algemeen kan het de verschillende eigenschappen van het werkstuk, zoals slijtvastheid en corrosiebestendigheid, waarborgen en verbeteren. Het kan ook de structuur van het werkstuk en de spanningstoestand verbeteren, om diverse koude en warme bewerkingen mogelijk te maken.
Bijvoorbeeld: na een lange gloeibehandeling kan wit gietijzer worden verkregen, wat de plasticiteit verbetert; tandwielen met het juiste warmtebehandelingsproces kunnen een langere levensduur hebben dan tandwielen die niet met warmte zijn behandeld, soms wel tientallen keren; bovendien kan goedkoop koolstofstaal door de infiltratie van bepaalde legeringselementen de prestaties van duur gelegeerd staal hebben en hittebestendig staal en roestvrij staal vervangen; mallen en matrijzen moeten bijna allemaal een warmtebehandeling ondergaan. Kunnen alleen na warmtebehandeling worden gebruikt.
Aanvullende middelen
I. Soorten gloeien
Gloeien is een warmtebehandelingsproces waarbij het werkstuk wordt verhit tot een geschikte temperatuur, gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur wordt gehouden en vervolgens langzaam wordt afgekoeld.
Er zijn veel soorten staalgloeiprocessen, afhankelijk van de verwarmingstemperatuur kunnen deze worden onderverdeeld in twee categorieën: de ene bevindt zich op de kritische temperatuur (Ac1 of Ac3) boven het gloeiproces, ook bekend als faseovergangsrekristallisatiegloeien, inclusief volledig gloeien, onvolledig gloeien, sferoïdaal gloeien en diffusiegloeien (homogenisatiegloeien), enz.; de andere bevindt zich onder de kritische temperatuur van het gloeien, inclusief rekristallisatiegloeien en ontspanningsgloeien, enz. Afhankelijk van de afkoelmethode kan gloeien worden onderverdeeld in isotherm gloeien en continu koelgloeien.
1. volledig gloeien en isotherm gloeien
Volledig gloeien, ook wel rekristallisatiegloeien genoemd, wordt in het algemeen gloeien genoemd. Het is het verwarmen van staal of staal tot een temperatuur van meer dan 20 tot 30 °C, waarbij de isolatie lang genoeg wordt bewaard om de structuur na langzame afkoeling volledig te austenitiseren, om zo een vrijwel evenwichtige structuur van het warmtebehandelingsproces te verkrijgen. Dit gloeien wordt voornamelijk gebruikt voor de sub-eutectische samenstelling van diverse koolstof- en gelegeerde stalen gietstukken, smeedstukken en warmgewalste profielen, en soms ook voor gelaste constructies. Het wordt over het algemeen vaak gebruikt als een laatste warmtebehandeling voor een aantal niet-zware werkstukken, of als een voorwarmtebehandeling van sommige werkstukken.
2, kogelgloeien
Sferoïdaal gloeien wordt voornamelijk gebruikt voor over-eutectisch koolstofstaal en gelegeerd gereedschapsstaal (zoals de productie van snijgereedschappen, kalibers, mallen en matrijzen die in het staal worden gebruikt). Het belangrijkste doel is om de hardheid te verminderen, de bewerkbaarheid te verbeteren en het staal voor te bereiden op toekomstig afschrikken.
3, spanningsverlagend gloeien
Spanningsarm gloeien, ook wel laagtemperatuurgloeien (of hoogtemperatuurtemperen) genoemd, wordt voornamelijk gebruikt om gietstukken, smeedstukken, lasdelen, warmgewalste en koudgetrokken onderdelen en andere restspanningen te verwijderen. Als deze spanningen niet worden verwijderd, kunnen er na verloop van tijd, of tijdens het daaropvolgende snijproces, vervormingen of scheuren in het staal ontstaan.
4. Onvolledig gloeien houdt in dat het staal wordt verhit tot Ac1 ~ Ac3 (sub-eutectisch staal) of Ac1 ~ ACcm (over-eutectisch staal) tussen het warmtebehoud en de langzame afkoeling om een vrijwel evenwichtige organisatie van het warmtebehandelingsproces te verkrijgen.
II.Bij het blussen worden meestal pekel, water en olie als koelmiddel gebruikt.
Het afschrikken van het werkstuk met zout water zorgt voor een hoge hardheid en een glad oppervlak. Het is niet gemakkelijk om een harde, zachte plek te creëren, maar het kan wel ernstige vervorming en zelfs scheurvorming veroorzaken. Het gebruik van olie als afschrikmiddel is alleen geschikt voor het afschrikken van onderkoeld austeniet, dat relatief groot is in sommige gelegeerde staalsoorten of kleine koolstofstalen werkstukken.
derde.het doel van het temperen van staal
1. Verminder broosheid, elimineer of verminder interne spanningen, bij het blussen van staal is er veel interne spanning en broosheid, zoals het niet op tijd temperen, wat er vaak voor zorgt dat het staal vervormt of zelfs scheurt.
2. Om de vereiste mechanische eigenschappen van het werkstuk te verkrijgen, heeft het werkstuk na het afschrikken een hoge hardheid en broosheid. Om te voldoen aan de eisen van de verschillende eigenschappen van verschillende werkstukken, kunt u de hardheid aanpassen door middel van de juiste ontlaten om de brosheid van de vereiste taaiheid en plasticiteit te verminderen.
3. Stabiliseer de grootte van het werkstuk
4. Voor gloeien is het moeilijk om bepaalde gelegeerde staalsoorten te verzachten, bij het afschrikken (of normaliseren) wordt vaak gebruik gemaakt van na het temperen op hoge temperatuur, zodat de staalcarbiden de juiste aggregatie krijgen, de hardheid zal worden verminderd, om het snijden en verwerken te vergemakkelijken.
Aanvullende concepten
1. Gloeien: verwijst naar metalen materialen die tot de juiste temperatuur worden verhit, gedurende een bepaalde tijd worden gehandhaafd en vervolgens langzaam worden afgekoeld door middel van een warmtebehandeling. Veelvoorkomende gloeiprocessen zijn: rekristallisatiegloeien, spanningsarmgloeien, sferoïdaal gloeien, volledig gloeien, enz. Het doel van gloeien: voornamelijk om de hardheid van metalen materialen te verminderen, de plasticiteit te verbeteren, om snijden of drukbewerking te vergemakkelijken, restspanningen te verminderen, de organisatie en samenstelling van de homogenisatie te verbeteren, of om de organisatie gereed te maken voor de warmtebehandeling.
2. Normaliseren: verwijst naar staal of staal dat wordt verhit tot (of (op het kritische temperatuurpunt) boven, 30 ~ 50 ℃ om de juiste tijd te handhaven, koeling in een warmtebehandelingsproces met stilstaande lucht. Het doel van normaliseren: voornamelijk het verbeteren van de mechanische eigenschappen van koolstofarm staal, het verbeteren van de snij- en bewerkbaarheid, het verfijnen van de korrel, het elimineren van organisatorische defecten, en het voorbereiden van de organisatorische structuur voor deze warmtebehandeling.
3. Afschrikken: verwijst naar het verwarmen van staal tot Ac3 of Ac1 (staal onder het kritische temperatuurpunt) boven een bepaalde temperatuur, het gedurende een bepaalde tijd aanhouden en vervolgens tot de juiste afkoelsnelheid, om een martensiet- (of bainiet-)structuur te verkrijgen. Veelvoorkomende afschrikprocessen zijn afschrikken met één medium, afschrikken met twee mediums, martensietafschrikken, isotherme bainietafschrikken, oppervlakteafschrikken en lokaal afschrikken. Het doel van afschrikken: de stalen onderdelen de vereiste martensitische structuur laten verkrijgen, de hardheid van het werkstuk, de sterkte en de slijtvastheid verbeteren, zodat de laatstgenoemde warmtebehandeling een goede voorbereiding vormt op de structuur.
4. Ontlaten: verwijst naar het staal dat gehard, vervolgens verhit tot een temperatuur lager dan Ac1, een houdtijd heeft en vervolgens is afgekoeld tot kamertemperatuur. Dit warmtebehandelingsproces is gebruikelijk. Veelvoorkomende ontlaatprocessen zijn: ontlaten bij lage temperatuur, ontlaten bij gemiddelde temperatuur, ontlaten bij hoge temperatuur en meervoudig ontlaten.
Doel van het ontlaten: voornamelijk het wegnemen van de spanning die het staal tijdens het afschrikken produceert, zodat het staal een hoge hardheid en slijtvastheid krijgt en de vereiste plasticiteit en taaiheid heeft.
5. Ontlaten: verwijst naar het staal of de staalsoort die wordt gebruikt voor het afschrikken en ontlaten op hoge temperatuur in het composietwarmtebehandelingsproces. Wordt gebruikt bij de ontlaatbehandeling van staal, ook wel getemperd staal genoemd. Het verwijst over het algemeen naar constructiestaal met een gemiddeld koolstofgehalte en constructiestaal met een gemiddelde koolstofgehalte.
6. Carbureren: Carbureren is het proces waarbij koolstofatomen doordringen in de oppervlaktelaag van staal. Het is ook bedoeld om het werkstuk met laag koolstofstaal te voorzien van een oppervlaktelaag van hoog koolstofstaal, en vervolgens te harden en te ontlaten bij lage temperatuur, zodat de oppervlaktelaag van het werkstuk een hoge hardheid en slijtvastheid heeft, terwijl het middengedeelte van het werkstuk de taaiheid en plasticiteit van laag koolstofstaal behoudt.
Vacuümmethode
Omdat het verwarmen en koelen van metalen werkstukken een dozijn of zelfs tientallen handelingen vereist. Deze handelingen worden uitgevoerd in de vacuümoven, waar de operator niet bij kan komen, waardoor een hogere automatiseringsgraad van de vacuümoven vereist is. Tegelijkertijd moeten sommige handelingen, zoals het verwarmen en vasthouden van het einde van het afschrikproces van het metalen werkstuk, zes tot zeven handelingen duren en binnen 15 seconden voltooid zijn. Zulke flexibele omstandigheden om veel handelingen uit te voeren, kunnen de operator gemakkelijk nerveus maken en tot fouten leiden. Daarom kan alleen een hoge automatiseringsgraad een nauwkeurige en tijdige coördinatie volgens het programma garanderen.
Vacuümwarmtebehandeling van metalen onderdelen wordt uitgevoerd in een gesloten vacuümoven, waar strikte vacuümafdichting algemeen bekend is. Om de oorspronkelijke luchtlekkage van de oven te behouden en te behouden, om het werkvacuüm van de vacuümoven te garanderen en om de kwaliteit van de onderdelen te waarborgen, is vacuümwarmtebehandeling daarom van groot belang. Een betrouwbare vacuümafdichtingsstructuur is daarom een belangrijk aspect van een vacuümwarmtebehandelingsoven. Om de vacuümprestaties van de vacuümoven te garanderen, moet het ontwerp van de structuur van de vacuümwarmtebehandelingsoven een basisprincipe volgen: de ovenbehuizing moet gasdicht lassen, terwijl de ovenbehuizing zo min mogelijk gaten moet openen of sluiten, en het gebruik van dynamische afdichtingsstructuren moet worden vermeden om de kans op vacuümlekkage te minimaliseren. Componenten en accessoires die in de vacuümovenbehuizing zijn geïnstalleerd, zoals watergekoelde elektroden en thermokoppels, moeten ook zo zijn ontworpen dat ze de structuur afdichten.
De meeste verwarmings- en isolatiematerialen kunnen alleen onder vacuüm worden gebruikt. Verwarming en thermische isolatie van vacuümovens vindt plaats onder vacuüm en hoge temperaturen. Deze materialen voldoen daarom aan de hoge temperatuurbestendigheid, stralingsresultaten, thermische geleidbaarheid en andere eisen. De eisen aan oxidatiebestendigheid zijn niet hoog. Daarom worden tantaal, wolfraam, molybdeen en grafiet veel gebruikt in vacuümovens voor verwarmings- en isolatiematerialen. Deze materialen oxideren zeer gemakkelijk in atmosferische toestand en kunnen daarom niet in een gewone oven worden gebruikt.
Watergekoeld apparaat: de ovenmantel, ovenafdekking, elektrische verwarmingselementen, watergekoelde elektroden, de tussenliggende vacuümisolatiedeur en andere componenten bevinden zich in een vacuüm, onder invloed van warmte. Onder zulke extreem ongunstige omstandigheden moet ervoor worden gezorgd dat de structuur van elk onderdeel niet vervormd of beschadigd raakt en dat de vacuümafdichting niet oververhit raakt of verbrandt. Daarom moet elk onderdeel worden ingesteld op basis van de verschillende omstandigheden van waterkoelingsapparaten om ervoor te zorgen dat de vacuümoven normaal kan functioneren en een lange levensduur heeft.
Het gebruik van een vacuümcontainer met lage spanning en hoge stroomsterkte, wanneer de vacuümtemperatuur binnen enkele 1/4-1 torr ligt, zal de vacuümcontainer van de onder spanning staande geleider een gloeiontlading veroorzaken. In een vacuümoven zal een ernstige boogontlading het elektrische verwarmingselement en de isolatielaag verbranden, wat ernstige ongevallen en verliezen kan veroorzaken. Daarom is de werkspanning van het elektrische verwarmingselement van een vacuümoven over het algemeen niet hoger dan 80 tot 100 volt. Tegelijkertijd moeten effectieve maatregelen worden genomen bij het ontwerp van de structuur van het elektrische verwarmingselement, zoals het vermijden van de punt van de onderdelen en het vermijden van een te kleine elektrodeafstand om het ontstaan van gloeiontlading of boogontlading te voorkomen.
Temperen
Afhankelijk van de verschillende prestatie-eisen van het werkstuk en de verschillende ontlaattemperaturen, kan er onderscheid worden gemaakt in de volgende soorten ontlaten:
(a) temperen bij lage temperatuur (150-250 graden)
Laagtemperatuurontlaten van de resulterende structuur voor het getemperde martensiet. Het doel hiervan is om de hoge hardheid en slijtvastheid van het gebluste staal te behouden, met als uitgangspunt het verminderen van de interne spanning en brosheid bij het afschrikken, om afbrokkeling of vroegtijdige schade tijdens gebruik te voorkomen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor diverse snijgereedschappen met een hoog koolstofgehalte, meetinstrumenten, koudgetrokken matrijzen, wentellagers en gecarboneerde onderdelen, enz. Na het ontlaten bedraagt de hardheid doorgaans HRC58-64.
(ii) temperen op gemiddelde temperatuur (250-500 graden)
Middelhoge temperatuur tempering voor gehard kwartslichaam. Het doel is om een hoge vloeigrens, elasticiteitsgrens en hoge taaiheid te bereiken. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt voor diverse veren en warmwerkvormen. De temperhardheid is over het algemeen HRC35-50.
(C) hoge temperatuur temperen (500-650 graden)
Hoogtemperatuurontlaten van de organisatie voor het getemperde Sohniet. Gebruikelijk afschrikken en hoogtemperatuurontlaten is een gecombineerde warmtebehandeling, ook wel ontlaatbehandeling genoemd. Het doel is om sterkte, hardheid, plasticiteit en taaiheid te verkrijgen en de algehele mechanische eigenschappen te verbeteren. Daarom wordt het veel gebruikt in auto's, tractoren, gereedschapswerktuigen en andere belangrijke structurele onderdelen, zoals drijfstangen, bouten, tandwielen en assen. De hardheid na ontlaten is over het algemeen HB200-330.
Voorkomen van vervorming
De oorzaken van precisie- en complexe matrijsvervorming zijn vaak complex, maar we beheersen de vervormingswetten, analyseren de oorzaken en gebruiken verschillende methoden om de matrijsvervorming te voorkomen, te verminderen en te beheersen. Over het algemeen kan de warmtebehandeling van precisie- en complexe matrijsvervorming de volgende preventiemethoden omvatten.
(1) Redelijke materiaalkeuze. Precieze, complexe mallen moeten worden geselecteerd op materiaal van goed microdeformatiemalstaal (zoals luchtafschrikstaal). De carbide-scheiding van zwaar malstaal moet redelijk zijn en moet worden uitgevoerd met een smeed- en ontlaatwarmtebehandeling. Grotere, niet-smeedbare malstalen kunnen een vaste oplossing ondergaan met een dubbele verfijning.
(2) Het ontwerp van de malstructuur moet redelijk zijn, de dikte mag niet te verschillend zijn, de vorm moet symmetrisch zijn, om de vervorming van de grotere mal te beheersen, moet er een gereserveerde verwerkingstoeslag zijn, want grote, precieze en complexe mallen kunnen in een combinatie van structuren worden gebruikt.
(3) Precieze en complexe mallen moeten een voorverwarmingsbehandeling ondergaan om de restspanning die ontstaat tijdens het bewerkingsproces te elimineren.
(4) Redelijke keuze van de verwarmingstemperatuur, controle van de verwarmingssnelheid, voor nauwkeurige precisie kunnen complexe mallen langzame verwarming, voorverwarming en andere gebalanceerde verwarmingsmethoden gebruiken om de vervorming door de warmtebehandeling van de mal te verminderen.
(5) Om de hardheid van de mal te garanderen, moet u proberen om voorkoeling, gegradeerde koeling of temperatuurkoeling te gebruiken.
(6) Voor nauwkeurige en complexe mallen moet, indien de omstandigheden dit toelaten, worden geprobeerd om na het blussen een vacuümverhittingsbehandeling en een diepe afkoelingsbehandeling toe te passen.
(7) Voor een zekere precisie en complexe mallen kunnen voorverwarmingsbehandelingen, verouderingsbehandelingen, tempernitreringsbehandelingen en dergelijke worden gebruikt om de nauwkeurigheid van de mal te controleren.
(8) Bij het repareren van gaten in mallen, porositeit, slijtage en andere defecten, wordt gebruik gemaakt van een koudlasmachine en andere thermische impact van de reparatieapparatuur om vervorming tijdens het reparatieproces te voorkomen.
Bovendien is het juiste warmtebehandelingsproces (zoals het dichten van gaten, het vastbinden van gaten, mechanische bevestiging, geschikte verwarmingsmethoden, de juiste keuze van de koelrichting van de matrijs en de bewegingsrichting in het koelmedium, enz.) en een redelijk temperwarmtebehandelingsproces effectief om de vervorming van nauwkeurige en complexe mallen te verminderen.
Oppervlakteverhitting en ontlaten worden meestal uitgevoerd door middel van inductieverhitting of vlamverhitting. De belangrijkste technische parameters zijn oppervlaktehardheid, lokale hardheid en de diepte van de effectieve hardingslaag. Hardheidstesten kunnen worden uitgevoerd met een Vickers-hardheidsmeter, maar ook met een Rockwell- of Rockwell-oppervlaktehardheidsmeter. De keuze van de testkracht (schaal) hangt af van de diepte van de effectieve hardingslaag en de oppervlaktehardheid van het werkstuk. Er zijn drie soorten hardheidstesters.
Ten eerste is een Vickers-hardheidsmeter een belangrijk hulpmiddel om de oppervlaktehardheid van warmtebehandelde werkstukken te testen. Deze kan worden geselecteerd met een testkracht van 0,5 tot 100 kg en test de oppervlaktehardingslaag tot een dikte van 0,05 mm. De nauwkeurigheid is het hoogst en de meter kan kleine verschillen in de oppervlaktehardheid van warmtebehandelde werkstukken detecteren. Bovendien moet de Vickers-hardheidsmeter ook de diepte van de effectief geharde laag kunnen meten. Daarom is een Vickers-hardheidsmeter noodzakelijk voor oppervlaktewarmtebehandelingen of voor een groot aantal eenheden die een werkstuk met oppervlaktewarmtebehandeling gebruiken.
Ten tweede is de Rockwell-oppervlaktehardheidsmeter ook zeer geschikt voor het testen van de hardheid van oppervlaktegeharde werkstukken. De Rockwell-oppervlaktehardheidsmeter heeft drie schalen om uit te kiezen. Kan de effectieve hardingsdiepte van meer dan 0,1 mm van verschillende oppervlaktegeharde werkstukken testen. Hoewel de precisie van de Rockwell-oppervlaktehardheidsmeter niet zo hoog is als die van de Vickers-hardheidsmeter, voldoet deze als kwaliteitsmanagement- en gekwalificeerd inspectiemiddel voor warmtebehandelingsinstallaties aan de eisen. Bovendien is de meter eenvoudig te bedienen, gebruiksvriendelijk, heeft hij een lage prijs, meet hij snel en kan hij de hardheidswaarde en andere kenmerken direct aflezen. De Rockwell-oppervlaktehardheidsmeter kan worden gebruikt voor een snelle en niet-destructieve, stuk-voor-stuk-test van een batch oppervlaktewarmtebehandelingswerkstukken. Dit is belangrijk voor metaalverwerkings- en machinefabrieken.
Ten derde, wanneer de oppervlaktehardheidslaag na warmtebehandeling dikker is, kan ook de Rockwell-hardheidsmeter worden gebruikt. Bij een dikte van de warmtehardheidslaag van 0,4 tot 0,8 mm kan de HRA-schaal worden gebruikt, en bij een dikte van de geharde laag van meer dan 0,8 mm kan de HRC-schaal worden gebruikt.
Vickers, Rockwell en oppervlakte-Rockwell, drie soorten hardheidswaarden, kunnen eenvoudig naar elkaar worden omgerekend, naar de standaard, tekeningen of naar de hardheidswaarde die de gebruiker nodig heeft. De bijbehorende conversietabellen zijn te vinden in de internationale norm ISO, de Amerikaanse norm ASTM en de Chinese norm GB/T.
Gelokaliseerde verharding
Onderdelen die voldoen aan de lokale hardheidseisen van hogere, beschikbare inductieverwarming en andere methoden voor lokale afschrikwarmtebehandeling, moeten doorgaans de locatie van de lokale afschrikwarmtebehandeling en de lokale hardheidswaarde op de tekeningen markeren. Hardheidstesten van onderdelen moeten worden uitgevoerd in de daarvoor bestemde ruimte. Hardheidstestinstrumenten kunnen worden gebruikt met een Rockwell hardheidsmeter om de HRC-hardheidswaarde te testen. Als de warmtebehandelingslaag ondiep is, kan een Rockwell hardheidsmeter voor het oppervlak worden gebruikt om de HRN-hardheidswaarde te testen.
Chemische warmtebehandeling
Chemische warmtebehandeling is het aanbrengen van een of meerdere chemische elementen of atomen op het oppervlak van het werkstuk, waardoor de chemische samenstelling, structuur en eigenschappen van het werkstuk veranderen. Na het afschrikken en ontlaten bij lage temperatuur heeft het werkstuk een hoge hardheid, slijtvastheid en contactvermoeidheidssterkte, terwijl de kern van het werkstuk een hoge taaiheid heeft.
Volgens bovenstaande is het detecteren en registreren van de temperatuur tijdens de warmtebehandeling zeer belangrijk, en een slechte temperatuurregeling heeft een grote impact op het product. Temperatuurdetectie is daarom van groot belang, evenals de temperatuurtrend gedurende het gehele proces. Het vastleggen van de temperatuurverandering tijdens de warmtebehandeling kan toekomstige data-analyse vergemakkelijken, maar ook om te zien wanneer de temperatuur niet aan de eisen voldoet. Dit zal een zeer belangrijke rol spelen bij het verbeteren van de warmtebehandeling in de toekomst.
Bedieningsprocedures
1. Maak de operatieplek schoon, controleer of de stroomvoorziening, meetinstrumenten en verschillende schakelaars normaal zijn en of de waterbron schoon is.
2. Operators moeten goede arbeidsbeschermingsmiddelen dragen, anders kan het gevaarlijk zijn.
3. Open de universele overdrachtschakelaar voor het regelvermogen, volgens de technische vereisten van de apparatuur, gegradeerde secties van de temperatuurstijging en -daling, om de levensduur van de apparatuur te verlengen en de apparatuur intact te houden.
4. Om aandacht te besteden aan de temperatuur van de warmtebehandelingsoven en de regeling van de snelheid van de gaasband, kan de vereiste temperatuurnormen voor verschillende materialen beheersen, om de hardheid van het werkstuk en de rechtheid van het oppervlak en de oxidatielaag te garanderen, en om serieus werk te maken van de veiligheid.
5. Om aandacht te besteden aan de temperatuur van de temperoven en de snelheid van de gaasband, opent u de uitlaatlucht, zodat het werkstuk na het temperen voldoet aan de kwaliteitseisen.
6. In het werk moet je aan de paal blijven plakken.
7. De benodigde brandbestrijdingsmiddelen configureren en bekend zijn met de gebruiks- en onderhoudsmethoden.
8. Wanneer u de machine stopt, moet u controleren of alle schakelaars in de uit-stand staan en vervolgens de universele overdrachtschakelaar sluiten.
Oververhitting
De ruwe mond van de lageronderdelen van de rolaccessoires kan na het blussen de microstructuur en oververhitting waarnemen. Om de exacte mate van oververhitting te bepalen, moet echter de microstructuur in acht worden genomen. Als er in de afschrikstructuur van GCr15 staal grove naalden van martensiet voorkomen, is er sprake van oververhitting. De reden voor de vorming van de afschriktemperatuur kan een te hoge temperatuur zijn of een te lange verwarmings- en houdtijd, veroorzaakt door het volledige oververhittingsbereik. Het kan ook te wijten zijn aan de oorspronkelijke structuur van de hardmetalen band, die in het koolstofarme gebied tussen de twee banden een lokale dikke martensietnaald vormt, wat resulteert in lokale oververhitting. De hoeveelheid restausteniet in de oververhitte structuur neemt toe en de maatvastheid neemt af. Door de oververhitting van de afschrikstructuur wordt het staalkristal grof, wat leidt tot een afname van de taaiheid van de onderdelen, een verminderde slagvastheid en een kortere levensduur van het lager. Ernstige oververhitting kan zelfs afschrikscheuren veroorzaken.
Onderverhitting
De blustemperatuur is laag of er is sprake van slechte koeling, wat leidt tot een hogere torrhenite-organisatie in de microstructuur dan de standaardorganisatie, ook wel bekend als de onderverhittingsorganisatie. Hierdoor neemt de hardheid af en wordt de slijtvastheid sterk verminderd, wat de levensduur van de rollagers beïnvloedt.
Scheuren blussen
Onderdelen van rollagers vormen scheuren tijdens het afschrik- en afkoelproces door interne spanningen, zogenaamde afschrikscheuren. Oorzaken van dergelijke scheuren zijn: door het afschrikken is de verwarmingstemperatuur te hoog of de afkoeling te snel, thermische spanning en een verandering in het metaalmassavolume in de spanningsverdeling groter dan de breuksterkte van het staal; oorspronkelijke defecten aan het werkoppervlak (zoals oppervlaktescheuren of krassen) of interne defecten in het staal (zoals slak, ernstige niet-metalen insluitsels, witte vlekken, krimpresten, enz.) tijdens het afschrikken; ernstige oppervlakteontkoling en carbide-segregatie; onderdelen die na het afschrikken onvoldoende of te laat zijn afgeschrikt; te grote koude stansspanningen veroorzaakt door het voorgaande proces, smeedvouwen, diepe draaisneden, oliegroeven, scherpe randen, enzovoort. Kortom, afschrikscheuren kunnen een of meer van de bovengenoemde factoren zijn; de aanwezigheid van interne spanning is de belangrijkste reden voor het ontstaan van afschrikscheuren. Afschrikscheuren zijn diep en slank, met een rechte breuk en geen geoxideerde kleur op het gebroken oppervlak. Het betreft vaak een longitudinale vlakke scheur of een ringvormige scheur in de lagerkraag; de vorm van de stalen kogel van het lager is S-vormig, T-vormig of ringvormig. De organisatorische kenmerken van afschrikscheuren zijn het ontbreken van ontkolingsverschijnselen aan beide zijden van de scheur, wat duidelijk te onderscheiden is van smeedscheuren en materiaalscheuren.
Warmtebehandeling vervorming
NACHI-lageronderdelen ondergaan een warmtebehandeling. Er is sprake van thermische en organisatorische spanning. Deze interne spanning kan over elkaar heen worden gelegd of gedeeltelijk worden gecompenseerd. Het is complex en variabel, omdat het kan variëren afhankelijk van de verwarmingstemperatuur, verwarmingssnelheid, koelmodus, koelsnelheid, vorm en grootte van de onderdelen. Vervorming tijdens de warmtebehandeling is daarom onvermijdelijk. Het herkennen en beheersen van de wetmatigheden kan de vervorming van lageronderdelen (zoals het ovale deel van de kraag, het vergroten van de maat, enz.) binnen een controleerbaar bereik plaatsen, wat bevorderlijk is voor de productie. Natuurlijk zal er tijdens de warmtebehandeling ook sprake zijn van mechanische botsingen, maar deze vervorming kan worden gebruikt om de werking te verbeteren en te verminderen of te voorkomen.
Oppervlakte-ontkoling
Rolaccessoires die onderdelen dragen tijdens een warmtebehandelingsproces, oxideren het oppervlak, waardoor het koolstofgehalte van het onderdeel afneemt. Dit resulteert in oppervlakteontkoling. De diepte van de oppervlakteontkolingslaag, groter dan de uiteindelijke verwerkingshoeveelheid, zal ertoe leiden dat de onderdelen worden afgedankt. Bepaling van de diepte van de oppervlakteontkolingslaag in het metallografisch onderzoek van de beschikbare metallografische methode en microhardheidsmethode. De microhardheidsverdelingscurve van de oppervlaktelaag is gebaseerd op de meetmethode en kan worden gebruikt als arbitragecriterium.
Zachte plek
Door onvoldoende verwarming, slechte koeling en afschrikking, veroorzaakt door een onjuiste oppervlaktehardheid van rollageronderdelen, is er een fenomeen dat bekendstaat als afschrikwekkende zachte plekken. Dit is vergelijkbaar met oppervlakteontkoling, wat kan leiden tot een ernstige afname van de slijtvastheid en vermoeiingssterkte van het oppervlak.
Plaatsingstijd: 5 dec. 2023