Точная термическая обработка: повышение твердости, прочности и износостойкости

Помимо основных производственных процессных технологий, комплексная термическая обработка высокоточных механически обработанных деталей может обеспечить, что продукты способны соответствовать точным спецификациям конечного пользователя. Этот контролируемый процесс нагрева и охлаждения деталей для изменения их физических свойств обычно используется для увеличения твердости или прочности и повышения износостойкости. Для определенных приложений, однако, термическая обработка может быть указана для улучшения механической обработки, усиления электрических или магнитных свойств, увеличения пластичности или мягкости и устранения внутренних напряжений.

Три шага, следуемые в процессе термической обработки, — это нагрев, выдержка и охлаждение. Во время нагрева металл доводят до температуры, необходимой для воздействия на желаемое изменение в структурных свойствах. Процесс выдержки состоит в удержании металла при этой температуре до тех пор, пока деталь не нагреется равномерно. Наконец, металл охлаждают с заданной скоростью до тех пор, пока он снова не достигнет комнатной температуры. В большинстве случаев термическая обработка используется на стали и стальных сплавах, но она также может использоваться на некоторых марках алюминия.

Типы термической обработки для высокоточных механически обработанных деталей

Конечные результаты, достижимые через термическую обработку, включают:

• Закалка: Закалка делает металл более прочным. Материал сначала нагревают и выдерживают, а затем погружают в масло или воду для быстрого охлаждения. Закалка иногда может сделать металл более хрупким, что может потребовать дополнительного процесса отпуска.
• Отпуск: Отпуск снимает внутренние напряжения, которые могут быть вызваны закалкой. Трехшаговый процесс остается, но завершается при более низких температурах, чем те, что видны при закалке. Охлаждение обычно завершается на воздухе, а не в жидкой среде.
• Отжиг: Отжиг смягчает металл и делает его менее склонным к трещинам. Во время отжига материал нагревают медленно, выдерживают заданный период, а затем медленно охлаждают на воздухе в печи.
• Нормализация: Нормализация снимает внутренние напряжения, вызванные механической обработкой. Детали извлекают из печи после нагрева и выдержки и быстро охлаждают на воздухе вне печи.
• Растворительная обработка нержавеющей стали: Нагревают детали или материалы до высокотемпературной однофазной зоны для поддержания постоянной температуры, чтобы избыточная фаза полностью растворилась в твердом растворе, а затем быстро охлаждают для получения пересыщенного твердого раствора. Углерод и другие легирующие элементы слишком поздно для выделения, поэтому создается чистая аустенитная структура. Это предназначено для улучшения вязкости и коррозионной стойкости деталей.

Оборудование, используемое в термической обработке высокоточных механически обработанных деталей

Производители обычно используют автоматизированную, CNC-управляемую линию термической обработки для выполнения множественных операций и перемещения продукта через различные станции на базе 24/7. Оборудование в линии может состоять из:

• Печи: Печи термической обработки способны достигать заданной температуры и обрабатывать нагрузки до 1200 килограмм.
<олизация (Carburizing treatment): Для увеличения углеродного содержимого на поверхности стали и формирования определенного градиента концентрации углерода в ней, заготовку нагревают в карборизирующей среде, удерживают длительное время, чтобы атомы углерода диффундировали в заготовку.
• Вакуумная термическая обработка: Воздух удаляют из печи для создания вакуума. Детали могут нагреваться с инертным газом или без для достижения желаемых свойств и защиты их поверхностей. После обработки металл быстро охлаждают.
• Криогенная обработка: Заготовки проходят процесс очень низкой температуры, достигая преимуществ для определенных металлических сплавов. Она может повысить твердость и ударную вязкость заготовки, улучшить коррозионную и износостойкость, и снизить деформацию и трещины заготовки. Температуры достигают экстремальных -80° Цельсия.
• Термическая обработка алюминиевых сплавов: Этот процесс используется для нагрева алюминиевых деталей до заданной температуры с контролируемой скоростью, удержания температуры за определенную продолжительность, а затем охлаждения с контролируемой скоростью. Это трансформирует внутреннюю структуру сплава, тем самым улучшая механические свойства и износостойкость, одновременно улучшая механическую обработку и размерную стабильность.
• Отжиг и снятие напряжений: Отжиг улучшает пластичность и снижает хрупкость заготовки. Снятие напряжений нагревает заготовки до температуры ниже их наименьшей температуры трансформации, а затем охлаждает до комнатной температуры. Это освобождает внутренние напряжения, поглощенные металлом от процессов литья, ковки и сварки из-за различных скоростей охлаждения в разных областях заготовки, или от выпрямления, механической обработки или прокатки.
• Газовое азотирование: Этот процесс нагревает нормализованные и механически обработанные стальные детали в азотоносных газах-переносчиках, таких как газ аммиака. Их удерживают при температуре в диапазоне 500-540° Цельсия за заданную продолжительность, результатом в твердую, износостойкую и коррозионно-стойкую поверхность светяще-белого цвета с глубиной проникновения.
• Индукционная термическая обработка: Этот процесс нагревает обозначенные области детали индукционной катушкой нагрева, которая получает контролируемый электрический вход от магнитного поля, генерируемого оборудованием. Поверхность детали может быть нагрета до заданной глубины, оставляя ядро детали необработанным.

Узнайте больше о термической обработке высокоточных механически обработанных деталей

Impro использует термическую обработку для обработки различных деталей, таких как подшипники, клапаны, приводные валы, пластины-бабочки, поршни, фланцы и диффузоры. Мы также предлагаем NADCAP-сертифицированные процессы термической обработки для авиационных продуктов, чтобы обеспечить соответствие этих компонентов высокой размерной точности и строгим требованиям к прочности и усталостным свойствам для авиации, энергетики и медицинских приложений. Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации о нашей термической обработке высокоточных механически обработанных деталей, не стесняйтесь обращаться к нашей команде экспертов уже сегодня.