Преимущества термообработки металла

Обработка с ЧПУ — это субтрактивный производственный процесс, в котором используются режущие инструменты для удаления материала из твердого блока, открывая форму конечной детали. Чтобы упростить процесс обработки и создать превосходную конечную деталь, используемые металлы должны быть пригодными для обработки. Кроме того, свойства материала металлической детали могут быть улучшены после завершения процесса механической обработки. Здесь на помощь приходит термическая обработка. Здесь вы найдете все, что вам нужно знать о термической обработке металла и наиболее важных преимуществах термической обработки.

Процесс термообработки

Процессы термической обработки включают в себя нагрев металла до изменения его микроструктуры, а затем выдерживание металла в этом состоянии (замачивание) перед его охлаждением для затвердевания материала. Как долго вы замачиваете металл, зависит от того, какой процесс термообработки вы используете, какой металл вы используете и размер вашей детали. Чем дольше время выдержки, тем сильнее меняется микроструктура, что влияет на механические свойства металла.

Скорость охлаждения и окружающие условия также могут изменить структуру и свойства металла. Хотя соляной раствор может охлаждать металлы быстрее всего, вы также можете использовать масло, воду, принудительный воздух или печи.

Термическая обработка может применяться на протяжении всего производственного процесса, придавая деталям их начальные, промежуточные или окончательные свойства. При обработке деталей на станках с ЧПУ вы можете применить термообработку перед началом процесса обработки, так как это может сократить время выполнения заказа и сделать металл более пригодным для обработки. В других случаях вы можете подвергнуть металл термообработке после механической обработки, чтобы сделать его более твердым и долговечным.

Общая термообработка с ЧПУ

Отжиг

Осуществляемый для снижения твердости металла и повышения его пластичности процесс отжига включает в себя нагрев и выдержку металла при критической температуре перед его охлаждением. Это помогает снять внутренние напряжения и снижает вероятность поломки или разрушения металла при механической обработке. Вы можете использовать несколько методов отжига, таких как полный отжиг, рекристаллизационный отжиг, частичный отжиг и окончательный отжиг, чтобы добиться желаемых конечных свойств.

Нормализация — это еще один метод отжига, который включает в себя нагрев металла, а затем его охлаждение при комнатной температуре гораздо более быстрыми темпами, чем обычный отжиг. Как только металл достигает температуры на 40 °C выше своей верхней критической температуры, он пропитывается перед охлаждением на воздухе. Нормализация снимает внутреннее напряжение, вызванное закалкой, литьем или сваркой, чтобы предотвратить разрушение металла, что упрочняет металл и дает мелкие, очищенные и однородные по размеру ферритные зерна.

Усиление защиты

Чтобы упрочнить внешнюю часть детали, не изменяя ее внутреннюю часть, можно использовать процесс поверхностного упрочнения. Цементная закалка, также известная как торцевая закалка или поверхностная закалка, создает менее хрупкие и более пригодные для обработки детали, чем другие методы, повышающие твердость по всему металлу. Одна из форм поверхностного упрочнения включает нагревание металла в среде, богатой углеродом (науглероживание), так как это увеличивает прочность поверхности металла и содержание углерода.

Закаливание атмосферными осадками

В результате дисперсионного твердения или старения получаются прочные и легкие металлы, что делает его популярным выбором для термической обработки компонентов в аэрокосмической промышленности. Если у вас есть ковкий металл, вы можете нагреть его до высокой температуры, закалить и нагревать до более низкой температуры в течение длительного периода времени, чтобы равномерно распределить осадки по всей зернистой структуре металла и повысить его прочность и твердость.

Снятие стресса

Обработка на станках с ЧПУ, формовка, прокатка и правка могут вызвать накопление напряжения внутри деталей, что может ослабить их и снизить их общее качество. Снятие напряжения устранит остаточные напряжения и улучшит механические свойства детали без изменения ее структуры или твердости. Этот процесс включает нагрев металлов до температур чуть ниже их нижней критической границы. Процесс охлаждения всегда медленный, что позволяет создавать однородные детали с постоянными механическими свойствами.

Закалка и отпуск

Эта двухэтапная термообработка повышает твердость, пластичность и упругость сплавов на основе железа. Во время закалки металл нагревается до высокой температуры, изменяя свою кристаллическую структуру с ферритной на аустенитную и позволяя ему поглощать больше углерода. Затем металл быстро охлаждают, чтобы зафиксировать изменения микроструктуры. Поскольку закалка создает очень твердые детали, она обычно выполняется после обработки на станках с ЧПУ.

Чтобы уменьшить хрупкость, снять внутренние напряжения и улучшить долговечность и механические свойства детали, вы можете закалить металл, нагрев его до умеренной температуры, которая ниже его критической точки.

Преимущества термообработки металла

Что термическая обработка делает с металлом? Термическая обработка металла может значительно повысить его прочность, что делает термообработку популярным выбором среди производителей автомобильной и аэрокосмической промышленности. К сожалению, когда вы увеличиваете прочность материала, вы также можете снизить его ударную вязкость и увеличить его хрупкость. Чтобы ваш металл не стал слишком хрупким, вам может потребоваться отжиг или отпуск деталей для снятия внутренних напряжений. После процедур по снятию напряжения с термообработанными металлами будет намного легче работать и обрабатывать их.

Кроме того, применяя термическую обработку к металлическим сплавам, вы можете изменить микроструктуру или химический состав металла, чтобы изменить его коррозионную стойкость, магнетизм, долговечность, теплопроводность и электропроводность. Вы даже можете подвергнуть металлическую деталь множеству термообработок, чтобы добиться желаемых результатов.

Термообработка металла с помощью Fast Radius

Термическая обработка металла позволяет создавать более прочные, менее хрупкие и более поддающиеся механической обработке металлические детали. Вы даже можете улучшить электрические свойства металла с помощью термической обработки. Тем не менее, некоторые термообработки лучше, чем другие, в зависимости от материала, поэтому важно провести собственное исследование. Когда дело доходит до выбора правильной термообработки для вашей детали, учитывайте тип используемого металла и свойства, которые вы хотите, чтобы он имел. Вы также можете обратиться к надежному партнеру-производителю, чтобы определить лучший метод термообработки для ваших нужд.

Команда опытных инженеров и дизайнеров Fast Radius поможет вам решить, какой метод термообработки лучше всего подходит для вашего проекта. Кроме того, мы обеспечим комплексную поддержку на протяжении всего производственного цикла. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу над вашим следующим проектом.