Aby byly kovové obrobky opatřeny požadovanými mechanickými, fyzikálními a chemickými vlastnostmi, jsou kromě racionálního výběru materiálů a různých tvářecích procesů často nezbytné procesy tepelného zpracování. Ocel je nejrozšířenějším materiálem ve strojírenství se složitou mikrostrukturou, kterou lze řídit tepelným zpracováním. Proto je tepelné zpracování oceli hlavním obsahem tepelného zpracování kovů.
Kromě toho mohou hliník, měď, hořčík, titan a jejich slitiny také měnit své mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti tepelným zpracováním, aby získaly různé výkonnostní charakteristiky.
Tepelné zpracování obecně nemění tvar a celkové chemické složení obrobku, ale spíše dodává nebo zlepšuje jeho výkonnost změnou mikrostruktury uvnitř obrobku nebo změnou chemického složení na povrchu obrobku. Jeho charakteristikou je zlepšení vnitřní kvality obrobku, která není obecně viditelná pouhým okem.
Funkcí tepelného zpracování je zlepšit mechanické vlastnosti materiálů, odstranit zbytková pnutí a zlepšit obrobitelnost kovů. Podle různých účelů tepelného zpracování lze procesy tepelného zpracování rozdělit do dvou kategorií: předběžné tepelné zpracování a konečné tepelné zpracování.
1.Účelem předběžného tepelného zpracování je zlepšit výkon zpracování, odstranit vnitřní pnutí a připravit dobrou metalografickou strukturu pro konečné tepelné zpracování. Proces tepelného zpracování zahrnuje žíhání, normalizaci, stárnutí, kalení a temperování atd.
l U polotovarů, které prošly tepelným zpracováním, se používá žíhání a normalizace. Uhlíková ocel a legovaná ocel s obsahem uhlíku větším než 0,5 % se často žíhá, aby se snížila jejich tvrdost a usnadnilo se řezání; Uhlíková ocel a legovaná ocel s obsahem uhlíku nižším než 0,5 % jsou upraveny normalizací, aby se zabránilo přilepování nástroje během řezání kvůli jejich nízké tvrdosti. Žíhání a normalizace může zjemnit velikost zrna a dosáhnout jednotné mikrostruktury, připravit se na budoucí tepelné zpracování. Žíhání a normalizace jsou často uspořádány po hrubovacím obrábění a před hrubovacím obráběním.
l Časové zpracování se používá hlavně k odstranění vnitřních pnutí vznikajících při výrobě polotovarů a mechanickém zpracování. Aby se předešlo nadměrné přepravní zátěži, u dílů s obecnou přesností lze před přesným obráběním dohodnout časové ošetření. U dílů s vysokými požadavky na přesnost (jako je pouzdro souřadnicových vyvrtávaček) by však měly být uspořádány dva nebo více procesů zpracování stárnutí. Jednoduché díly obecně nevyžadují ošetření stárnutím. Kromě odlitků se u některých přesných dílů se špatnou tuhostí (jako jsou přesné šrouby) často mezi hrubým obráběním a polopřesným obráběním zařazují vícenásobné úpravy stárnutí, aby se eliminovalo vnitřní pnutí vznikající během zpracování a stabilizovala se přesnost obrábění dílů. Některé části hřídele vyžadují časové ošetření po procesu rovnání.
l Kalením a popouštěním se rozumí ošetření vysokoteplotním popouštěním po kalení, které může získat rovnoměrnou a jemnou popouštěnou strukturu martenzitu a připravit se na snížení deformace během povrchového kalení a nitridačního zpracování v budoucnu. Proto lze kalení a temperování použít i jako přípravné tepelné zpracování. Vzhledem k dobrým komplexním mechanickým vlastnostem kalených a temperovaných dílů lze některé díly s nízkými požadavky na tvrdost a odolnost proti opotřebení použít i jako proces konečného tepelného zpracování.
2.Účelem konečného tepelného zpracování je zlepšit mechanické vlastnosti, jako je tvrdost, odolnost proti opotřebení a pevnost.
l Kalení zahrnuje povrchové kalení a hromadné kalení. Povrchové kalení je široce používáno díky své malé deformaci, oxidaci a oduhličení a má také výhody vysoké vnější pevnosti a dobré odolnosti proti opotřebení, při zachování dobré houževnatosti a silné odolnosti proti nárazu uvnitř. Pro zlepšení mechanických vlastností povrchově kalených dílů je často nutné provádět tepelné zpracování, jako je kalení a temperování nebo normalizaci jako předběžné tepelné zpracování. Obecná cesta procesu je: řezání – kování – normalizace (žíhání) – hrubovací obrábění – kalení a popouštění – polopřesné obrábění – povrchové kalení – přesné obrábění.
l Karburační kalení je vhodné pro nízkouhlíkovou ocel a nízkolegovanou ocel. Za prvé se zvýší obsah uhlíku v povrchové vrstvě součásti a po kalení získá povrchová vrstva vysokou tvrdost, zatímco jádro si stále zachovává určitou pevnost, vysokou houževnatost a plasticitu. Karbonizaci lze rozdělit na celkové nauhličování a lokální nauhličování. Při částečném nauhličování by měla být provedena opatření proti průsaku (pomědění nebo pokovení materiálů proti průsaku) u nenauhličujících dílů. Vzhledem k velké deformaci způsobené nauhličováním a kalením a hloubce nauhličování obecně v rozmezí od 0,5 do 2 mm je proces nauhličování obecně uspořádán mezi polopřesným obráběním a přesným obráběním. Obecná cesta procesu je: řezání kování normalizace hrubé a polopřesné obrábění nauhličování kalení přesné obrábění. Když nenauhličovaná část místně nauhličených dílů přijme procesní plán zvýšení přídavku a odříznutí přebytečné nauhličené vrstvy, měl by být proces odříznutí přebytečné nauhličované vrstvy uspořádán po nauhličení a před kalením.
l Nitridační úprava je metoda úpravy, která umožňuje atomům dusíku infiltrovat povrch kovu a získat vrstvu sloučenin obsahujících dusík. Nitridační vrstva může zlepšit tvrdost, odolnost proti opotřebení, únavovou pevnost a odolnost proti korozi povrchu součástí. Vzhledem k nízké teplotě nitridačního zpracování, malé deformaci a tenké nitridační vrstvě (obecně nepřesahující 0,6~0,7 mm) by měl být proces nitridace uspořádán co nejpozději. Aby se snížila deformace během nitridace, je po řezání obecně vyžadováno vysokoteplotní temperování ke zmírnění napětí.
Čas odeslání: 24. října 2024
