Proses Rawatan Haba

Rawatan haba merujuk kepada proses pemprosesan haba logam di mana bahan berada dalam keadaan pepejal dengan cara pemanasan, pemeliharaan haba dan penyejukan untuk mendapatkan struktur dan sifat yang dikehendaki.

1. Menormalkan: memanaskan bahagian keluli atau keluli pada suhu yang sesuai di atas titik kritikal AC3 atau ACM untuk tempoh masa tertentu dan kemudian menyejukkan di udara untuk mendapatkan proses rawatan haba struktur perlit.

2. Penyepuhlindapan: Bahan kerja keluli hypoeutectoid dipanaskan hingga 20-40 darjah di atas AC3, dan selepas dipegang untuk satu tempoh masa, ia disejukkan perlahan-lahan dengan relau (atau ditanam di dalam pasir atau disejukkan dalam kapur) untuk rawatan haba proses penyejukan dalam udara di bawah 500 darjah .

3. Rawatan haba larutan pepejal: aloi dipanaskan ke kawasan fasa tunggal suhu tinggi dan dikekalkan pada suhu malar, supaya fasa berlebihan dibubarkan sepenuhnya ke dalam larutan pepejal, dan kemudian disejukkan dengan cepat untuk mendapatkan larutan pepejal supertepu.

4. Penuaan: Selepas aloi tertakluk kepada rawatan haba penyelesaian atau ubah bentuk plastik sejuk, apabila aloi diletakkan pada suhu bilik atau disimpan lebih tinggi sedikit daripada suhu bilik, sifatnya berubah mengikut masa.

5. Rawatan penyelesaian pepejal: larut sepenuhnya pelbagai fasa dalam aloi, menguatkan larutan pepejal, meningkatkan keliatan dan rintangan kakisan, menghapuskan tekanan dan melembutkan, untuk meneruskan pemprosesan dan pembentukan.

6. Rawatan penuaan: Memanaskan dan mengekalkan suhu pada suhu pemendakan fasa pengukuhan, supaya fasa pengukuhan dimendakan, mengeras, dan kekuatan bertambah baik.

7. Pelindapkejutan: Proses rawatan haba di mana keluli diaustenitkan dan kemudian disejukkan pada kadar penyejukan yang sesuai, supaya bahan kerja boleh menjalani transformasi struktur mikro martensit dan lain-lain yang tidak stabil dalam semua atau julat tertentu keratan rentas.

8. Pembajaan: Bahan kerja yang dipadamkan dipanaskan pada suhu yang sesuai di bawah titik kritikal AC1 untuk tempoh masa tertentu, dan kemudian disejukkan dengan kaedah yang memenuhi keperluan untuk mendapatkan struktur dan sifat yang diperlukan.

9. Carbonitriding keluli: Carbonitriding ialah proses penyusupan karbon dan nitrogen ke dalam permukaan keluli pada masa yang sama. Secara tradisinya, carbonitriding, juga dikenali sebagai cyanidation, digunakan secara meluas dalam carbonitriding gas suhu sederhana dan carbonitriding gas suhu rendah (iaitu, gas soft nitriding). Tujuan utama karbonitriding gas suhu sederhana adalah untuk meningkatkan kekerasan, rintangan haus dan kekuatan keletihan keluli. Karbonitriding gas suhu rendah terutamanya nitriding, dan tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan rintangan haus dan rintangan rampasan keluli.

10. Pelindapkejutan dan pembajaan: Ia adalah kebiasaan untuk menggabungkan rawatan haba dengan pelindapkejutan dan pembajaan suhu tinggi sebagai pelindapkejutan dan pembajaan. Rawatan pelindapkejutan dan pembajaan digunakan secara meluas dalam pelbagai bahagian struktur penting, terutamanya rod penyambung, bolt, gear dan aci yang berfungsi di bawah beban berselang-seli. Struktur sorbit terbaja diperolehi selepas rawatan pelindapkejutan dan pembajaan, dan sifat mekanikalnya lebih baik daripada struktur sorbit ternormal dengan kekerasan yang sama. Kekerasannya bergantung pada suhu pembajaan suhu tinggi dan berkaitan dengan kestabilan pembajaan keluli dan saiz bahagian bahan kerja, secara amnya antara HB200-350.

11. Brazing: proses rawatan haba di mana dua bahan kerja dipanaskan, dicairkan dan diikat bersama dengan logam pengisi brazing.

Kedua, ciri-ciri proses

Rawatan haba logam adalah salah satu proses penting dalam pembuatan jentera. Berbanding dengan proses pemprosesan lain, rawatan haba secara amnya tidak mengubah bentuk dan komposisi kimia keseluruhan bahan kerja, tetapi mengubah struktur mikro di dalam bahan kerja atau mengubah komposisi kimia permukaan bahan kerja. , untuk memberi atau menambah baik prestasi bahan kerja. Ia dicirikan dengan meningkatkan kualiti intrinsik bahan kerja, yang secara amnya tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Untuk menjadikan bahan kerja logam mempunyai sifat mekanikal, sifat fizikal dan sifat kimia yang diperlukan, sebagai tambahan kepada pemilihan bahan yang munasabah dan pelbagai proses pembentukan, proses rawatan haba selalunya penting. Keluli adalah bahan yang paling banyak digunakan dalam industri jentera. Struktur mikro keluli adalah kompleks dan boleh dikawal dengan rawatan haba. Oleh itu, rawatan haba keluli adalah kandungan utama rawatan haba logam. Selain itu, aluminium, kuprum, magnesium, titanium, dsb. dan aloinya juga boleh mengubah sifat mekanikal, fizikal dan kimianya melalui rawatan haba untuk mendapatkan prestasi yang berbeza.

3. Proses

Proses rawatan haba secara amnya merangkumi tiga proses pemanasan, pemeliharaan haba dan penyejukan, dan kadangkala terdapat hanya dua proses pemanasan dan penyejukan. Proses ini saling berkaitan dan tidak terganggu.

Pemanasan adalah salah satu proses penting dalam rawatan haba. Terdapat banyak kaedah pemanasan untuk rawatan haba logam. Yang terawal menggunakan arang dan arang sebagai sumber haba, dan baru-baru ini, bahan api cecair dan gas telah digunakan. Penggunaan elektrik menjadikan pemanasan mudah dikawal dan bebas daripada pencemaran alam sekitar. Sumber haba ini boleh digunakan untuk pemanasan terus atau pemanasan tidak langsung melalui garam atau logam cair, serta zarah terapung.

Apabila logam dipanaskan, bahan kerja terdedah kepada udara, dan pengoksidaan dan penyahkarbonan sering berlaku (iaitu, kandungan karbon pada permukaan bahagian keluli dikurangkan), yang mempunyai kesan yang sangat buruk pada sifat permukaan bahagian selepas rawatan haba. Oleh itu, logam biasanya harus dipanaskan dalam suasana terkawal atau suasana pelindung, dalam garam cair dan dalam vakum, dan juga boleh dilindungi dengan kaedah salutan atau pembungkusan.

Suhu pemanasan adalah salah satu parameter proses penting dalam proses rawatan haba. Pemilihan dan kawalan suhu pemanasan adalah isu utama untuk memastikan kualiti rawatan haba. Suhu pemanasan berbeza dengan bahan logam yang akan diproses dan tujuan rawatan haba, tetapi secara amnya ia dipanaskan di atas suhu peralihan fasa untuk mendapatkan struktur suhu tinggi. Di samping itu, transformasi mengambil masa tertentu. Oleh itu, apabila permukaan bahan kerja logam mencapai suhu pemanasan yang diperlukan, ia mesti dikekalkan pada suhu ini untuk tempoh masa tertentu untuk menjadikan suhu dalaman dan luaran konsisten dan struktur mikro berubah sepenuhnya. Tempoh masa ini dipanggil masa pegangan. Apabila pemanasan ketumpatan tenaga tinggi dan rawatan haba permukaan digunakan, kelajuan pemanasan adalah sangat pantas, dan secara amnya tiada masa penahanan, manakala masa penahanan rawatan haba kimia selalunya lebih lama.

Penyejukan juga merupakan langkah yang sangat diperlukan dalam proses rawatan haba. Kaedah penyejukan berbeza dengan proses yang berbeza, terutamanya mengawal kadar penyejukan. Secara amnya, kadar penyejukan penyepuhlindapan adalah yang paling perlahan, kadar penyejukan penormalan lebih cepat, dan kadar penyejukan pelindapkejutan lebih cepat. Walau bagaimanapun, terdapat juga keperluan yang berbeza kerana jenis keluli yang berbeza. Sebagai contoh, keluli keras berongga boleh dikeraskan dengan kadar penyejukan yang sama seperti menormalkan.

Empat, klasifikasi proses

Proses rawatan haba logam boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga kategori: rawatan haba keseluruhan, rawatan haba permukaan dan rawatan haba kimia. Mengikut medium pemanasan yang berbeza, suhu pemanasan dan kaedah penyejukan, setiap kategori boleh dibahagikan kepada beberapa proses rawatan haba yang berbeza. Logam yang sama menggunakan proses rawatan haba yang berbeza untuk mendapatkan struktur yang berbeza dan dengan itu mempunyai sifat yang berbeza. Keluli adalah logam yang paling banyak digunakan dalam industri, dan struktur mikro keluli juga paling kompleks, jadi terdapat banyak jenis proses rawatan haba keluli.

Rawatan haba keseluruhan ialah proses rawatan haba logam yang memanaskan bahan kerja secara keseluruhan, dan kemudian menyejukkannya pada kadar yang sesuai untuk mendapatkan struktur metalografi yang diperlukan untuk mengubah sifat mekanikal keseluruhannya. Rawatan haba keseluruhan keluli secara amnya mempunyai empat proses asas: penyepuhlindapan, penormalan, pelindapkejutan dan pembajaan.

Proses bermaksud:

Penyepuhlindapan adalah untuk memanaskan bahan kerja pada suhu yang sesuai, menggunakan masa pegangan yang berbeza mengikut saiz bahan dan bahan kerja, dan kemudian perlahan-lahan menyejukkannya, tujuannya adalah untuk menjadikan struktur dalaman logam mencapai atau hampir kepada keadaan keseimbangan, mendapatkan yang baik prestasi proses dan prestasi, atau untuk pelindapkejutan selanjutnya Bersedia untuk organisasi.

Menormalkan ialah memanaskan bahan kerja pada suhu yang sesuai dan kemudian menyejukkannya di udara. Kesan menormalkan adalah serupa dengan penyepuhlindapan, tetapi struktur yang diperoleh adalah lebih halus. Ia sering digunakan untuk meningkatkan prestasi pemotongan bahan, dan kadangkala digunakan untuk beberapa bahagian dengan keperluan yang rendah. sebagai rawatan haba terakhir.

Pelindapkejutan adalah untuk menyejukkan bahan kerja dengan cepat dalam medium pelindapkejutan seperti air, minyak atau garam tak organik lain dan larutan akueus organik selepas memanaskan dan memastikan bahan kerja tetap hangat. Selepas pelindapkejutan, keluli menjadi keras, tetapi pada masa yang sama menjadi rapuh. Untuk menghapuskan kerapuhan dalam masa, ia secara amnya perlu untuk marah dalam masa.

Untuk mengurangkan kerapuhan bahagian keluli, bahagian keluli yang dipadamkan disimpan pada suhu yang sesuai lebih tinggi daripada suhu bilik tetapi lebih rendah daripada 650 darjah C untuk masa yang lama, dan kemudian disejukkan. Proses ini dipanggil tempering. Penyepuhlindapan, penormalan, pelindapkejutan dan pembajaan ialah "empat kebakaran" dalam keseluruhan rawatan haba. Antaranya, pelindapkejutan dan pembajaan berkait rapat dan sering digunakan bersama, dan kedua-duanya tidak diperlukan. "Empat kebakaran" telah mengembangkan proses rawatan haba yang berbeza dengan suhu pemanasan dan kaedah penyejukan yang berbeza. Untuk mendapatkan kekuatan dan keliatan tertentu, proses menggabungkan pelindapkejutan dan pembajaan suhu tinggi dipanggil pelindapkejutan dan pembajaan. Selepas beberapa aloi dipadamkan untuk membentuk larutan pepejal supertepu, ia disimpan pada suhu bilik atau suhu yang sesuai sedikit lebih tinggi untuk masa yang lama untuk meningkatkan kekerasan, kekuatan atau sifat elektrik dan magnet aloi. Proses rawatan haba sedemikian dipanggil rawatan penuaan.

Kaedah menggabungkan ubah bentuk tekanan dan rawatan haba dengan berkesan dan rapat untuk menjadikan bahan kerja memperoleh kekuatan dan keliatan yang baik dipanggil rawatan haba ubah bentuk; rawatan haba dalam suasana tekanan negatif atau vakum dipanggil rawatan haba vakum, yang bukan sahaja menjadikan Bahan kerja tidak teroksida atau dekarburisasi, permukaan bahan kerja selepas rawatan disimpan lancar, dan prestasi bahan kerja bertambah baik.

Rawatan haba permukaan ialah proses rawatan haba logam yang hanya memanaskan permukaan bahan kerja untuk mengubah sifat mekanikal permukaan. Untuk hanya memanaskan lapisan permukaan bahan kerja tanpa membenarkan terlalu banyak haba masuk ke bahagian dalam bahan kerja, sumber haba yang digunakan mestilah mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi, iaitu, jumlah tenaga haba yang lebih besar diberikan kepada bahan kerja. per unit luas, supaya lapisan permukaan atau kawasan setempat bagibahan kerja boleh menjadi jangka pendek atau serta-merta. mencapai suhu tinggi. Kaedah utama rawatan haba permukaan ialah pelindapkejutan api dan rawatan haba pemanasan aruhan. Sumber haba yang biasa digunakan ialah nyalaan seperti oksiasetilena atau oksipropana, arus teraruh, sinar laser dan elektron.

Rawatan haba kimia ialah proses rawatan haba logam yang mengubah komposisi kimia, struktur dan sifat permukaan bahan kerja. Perbezaan antara rawatan haba kimia dan rawatan haba permukaan adalah bahawa bekas mengubah komposisi kimia permukaan bahan kerja. Rawatan haba kimia adalah untuk memanaskan bahan kerja dalam medium (gas, cecair, pepejal) yang mengandungi karbon, garam atau unsur pengaloian lain, dan menyimpannya untuk masa yang lama, supaya lapisan permukaan bahan kerja menyusup dengan unsur-unsur seperti karbon , nitrogen, boron dan kromium. Selepas unsur-unsur itu menyusup, proses rawatan haba lain seperti pelindapkejutan dan pembajaan kadangkala dijalankan. Kaedah utama rawatan haba kimia ialah pengkarburan, nitriding, dan metalisasi.

Rawatan haba adalah salah satu proses penting dalam pembuatan bahagian dan alatan mekanikal. Secara umumnya, ia boleh memastikan dan menambah baik pelbagai sifat bahan kerja, seperti rintangan haus, rintangan kakisan, dan lain-lain. Ia juga boleh memperbaiki struktur dan keadaan tegasan kosong untuk memudahkan pelbagai pemprosesan sejuk dan panas.

Contohnya: besi tuang putih boleh menjadi besi tuang mudah ditempa selepas rawatan penyepuhlindapan jangka panjang untuk meningkatkan keplastikan; gear menggunakan proses rawatan haba yang betul, dan hayat perkhidmatan boleh dua kali ganda atau berpuluh-puluh kali lebih tinggi daripada gear tanpa rawatan haba; Menyusup beberapa unsur pengaloian mempunyai beberapa sifat keluli aloi yang mahal, yang boleh menggantikan beberapa keluli tahan haba dan keluli tahan karat; hampir semua alatan dan die perlu dirawat haba sebelum boleh digunakan.

Mengapa paip keluli perlu dirawat haba?

Fungsi rawatan haba adalah untuk memperbaiki sifat mekanikal paip keluli dan paip keluli ketepatan, menghapuskan tekanan sisa dan meningkatkan prestasi pemesinan paip keluli.

Mengikut tujuan rawatan haba yang berbeza, proses rawatan haba boleh dibahagikan kepada dua kategori: rawatan haba awal dan rawatan haba akhir.

1. Rawatan haba persediaan

Tujuan rawatan haba persediaan adalah untuk meningkatkan kebolehprosesan, menghapuskan tekanan dalaman dan menyediakan struktur metalografi yang baik untuk rawatan haba akhir. Proses rawatan haba termasuk penyepuhlindapan, penormalan, penuaan, pelindapkejutan dan pembajaan, dsb.

(1) Penyepuhlindapan dan penormalan

Penyepuhlindapan dan penormalan digunakan untuk kerja kosong panas. Keluli karbon dan keluli aloi dengan kandungan karbon lebih besar daripada {{0}}.5 peratus selalunya disepuhlindap untuk mengurangkan kekerasannya dan mudah dipotong; keluli karbon dan keluli aloi dengan kandungan karbon kurang daripada 0.5 peratus, untuk mengelakkan melekat pada pisau apabila kekerasannya terlalu rendah, Dan penggunaan rawatan menormalkan. Penyepuhlindapan dan penormalan masih boleh menapis butiran dan struktur seragam untuk menyediakan rawatan haba berikutnya. Penyepuhlindapan dan penormalan biasanya dijadualkan selepas fabrikasi kosong dan sebelum pemesinan kasar.

(2) Rawatan penuaan

Rawatan penuaan digunakan terutamanya untuk menghapuskan tekanan dalaman yang dihasilkan dalam pembuatan dan pemesinan kosong.

Untuk mengelakkan beban kerja pengangkutan yang berlebihan, untuk bahagian dengan ketepatan umum, rawatan penuaan boleh diatur sebelum selesai. Walau bagaimanapun, untuk bahagian yang mempunyai keperluan ketepatan tinggi (seperti kotak mesin bor koordinat, dsb.), dua atau beberapa prosedur rawatan penuaan harus diatur. Bahagian mudah umumnya tidak tertakluk kepada rawatan penuaan.

Sebagai tambahan kepada tuangan, untuk beberapa bahagian ketepatan dengan ketegaran yang lemah (seperti skru plumbum ketepatan), untuk menghapuskan tegasan dalaman yang dijana semasa pemprosesan dan menstabilkan ketepatan pemesinan bahagian, rawatan penuaan berbilang sering diatur antara kasar dan separa. penamat. Untuk beberapa bahagian aci, rawatan penuaan juga perlu diatur selepas proses meluruskan.

(3) Pelindapkejutan dan pembajaan

Pelindapkejutan dan pembajaan ialah rawatan pembajaan suhu tinggi selepas pelindapkejutan, yang boleh mendapatkan struktur sorbit terbaja yang seragam dan teliti untuk menyediakan pengurangan ubah bentuk semasa pelindapkejutan permukaan dan rawatan nitriding seterusnya. Oleh itu, pelindapkejutan dan pembajaan juga boleh digunakan sebagai rawatan haba awal.

Oleh kerana sifat mekanikal komprehensif bahagian yang baik selepas pelindapkejutan dan pembajaan, beberapa bahagian yang tidak memerlukan kekerasan tinggi dan rintangan haus juga boleh digunakan sebagai proses rawatan haba akhir.

2. Rawatan haba akhir

Tujuan rawatan haba akhir adalah untuk meningkatkan sifat mekanikal seperti kekerasan, rintangan haus dan kekuatan.

1 Pelindapkejutan

Pelindapkejutan termasuk pelindapkejutan permukaan dan pelindapkejutan integral. Antaranya, pelindapkejutan permukaan digunakan secara meluas kerana kurang ubah bentuk, pengoksidaan dan penyahkarbonan, dan pelindapkejutan permukaan juga mempunyai kelebihan kekuatan luaran yang tinggi dan rintangan haus yang baik, sambil mengekalkan keliatan dalaman yang baik dan rintangan hentaman yang kuat. Untuk menambah baik sifat mekanikal bahagian permukaan yang dikeraskan, rawatan haba seperti pelindapkejutan dan pembajaan atau normalisasi selalunya diperlukan sebagai rawatan haba awal. Laluan proses umum ialah: mengosongkan -- penempaan -- menormalkan (penyepuhlindapan) -- mengasar -- pelindapkejutan dan pembajaan -- separuh siap -- permukaan pelindapkejutan -- penamat.

(2) Karburasi dan pelindapkejutan

Karburasi dan pelindapkejutan sesuai untuk keluli karbon rendah dan keluli aloi rendah. Pertama, kandungan karbon lapisan permukaan bahagian itu meningkat. Selepas pelindapkejutan, lapisan permukaan boleh memperoleh kekerasan yang tinggi, manakala teras masih mengekalkan kekuatan tertentu dan keliatan tinggi dan keplastikan. Carburizing dibahagikan kepada carburizing keseluruhan dan carburizing tempatan. Apabila pengkarburan tempatan, langkah anti-resapan (penyaduran tembaga atau penyaduran bahan anti-resapan) perlu diambil untuk bahagian yang tidak berkarbur. Disebabkan oleh ubah bentuk pengkarburan dan pelindapkejutan yang besar, dan kedalaman pengkarburan secara amnya antara 0.5 dan 2 mm, proses pengkarbonan biasanya disusun antara separuh kemasan dan kemasan.

Laluan proses secara amnya: blanking - penempaan - normalizing - kasar, separuh kemasan - carburizing dan quenching - finishing.

Apabila bahagian yang tidak dikarburkan dari bahagian yang dikarburkan tempatan menerima pakai pelan proses untuk mengeluarkan lapisan yang dikarburkan berlebihan selepas meningkatkan elaun, proses mengeluarkan lapisan yang dikarburkan berlebihan perlu diatur selepas pengkarburan dan sebelum pelindapkejutan.

(3) Rawatan nitriding

Nitriding ialah kaedah penyusupan atom nitrogen ke dalam permukaan logam untuk mendapatkan lapisan sebatian yang mengandungi nitrogen. Lapisan nitriding boleh meningkatkan kekerasan, rintangan haus, kekuatan keletihan dan rintangan kakisan permukaan bahagian. Oleh kerana suhu nitriding adalah rendah, ubah bentuk adalah kecil, dan lapisan nitriding adalah nipis (biasanya tidak lebih daripada 0.6~0.7mm), proses nitriding harus diatur sejauh ke belakang. mungkin. Untuk mengurangkan ubah bentuk semasa nitriding, secara amnya, pembajaan suhu tinggi diperlukan untuk melegakan tekanan.

Di samping itu, mengikut strukturnya, relau rawatan haba berterusan perapian roller boleh dibahagikan kepada tiub keluli satu peringkat, dua peringkat dan tiga peringkat. Relau perapian penggelek dua peringkat atau tiga peringkat kebanyakannya digunakan untuk rawatan haba terang bagi paip keluli lancar, dan secara amnya dipanggil relau rawatan haba terang perapian penggelek. Relau rawatan haba berterusan perapian roller.

Kaedah rawatan haba dinyatakan pada standard paip keluli lancar; beberapa produk. Piawaian menentukan keperluan prestasi yang harus dipenuhi oleh paip keluli lancar. Secara amnya, rawatan haba siap paip keluli lancar keluli karbon rendah kebanyakannya disepuh sepenuhnya atau dinormalkan; manakala paip keluli lancar austenit kromium-nikel keluli tahan karat menggunakan rawatan penyelesaian paip keluli Shandong Sinoma.

Selepas paip keluli lancar digulung panas, kemasukan bukan logam dalam keluli (terutamanya sulfida dan oksida, dan silikat) ditekan menjadi kepingan nipis, dan fenomena delaminasi (sandwic) berlaku. Tegasan sisa yang disebabkan oleh penyejukan yang tidak sekata adalah lebih besar daripada terikan yang disebabkan oleh beban.