Metallist toorikutele vajalike mehaaniliste, füüsikaliste ja keemiliste omaduste tagamiseks on lisaks materjalide ratsionaalsele valikule ja erinevatele vormimisprotsessidele sageli hädavajalikud kuumtöötlusprotsessid. Teras on mehaanikatööstuses kõige laialdasemalt kasutatav materjal, millel on keeruline mikrostruktuur, mida saab kontrollida kuumtöötlemise teel. Seetõttu on terase kuumtöötlemine metallide kuumtöötlemise põhisisu.
Lisaks võivad alumiinium, vask, magneesium, titaan ja nende sulamid muuta oma mehaanilisi, füüsikalisi ja keemilisi omadusi kuumtöötlemise teel, et saada erinevaid jõudlusnäitajaid.
Kuumtöötlemine ei muuda üldjuhul tooriku kuju ja üldist keemilist koostist, vaid pigem annab või parandab selle toimivust, muutes tooriku sees olevat mikrostruktuuri või muutes tooriku pinna keemilist koostist. Selle tunnuseks on töödeldava detaili olemusliku kvaliteedi parandamine, mis tavaliselt ei ole palja silmaga nähtav.
Kuumtöötlemise ülesanne on parandada materjalide mehaanilisi omadusi, kõrvaldada jääkpingeid ja parandada metallide töödeldavust. Vastavalt kuumtöötlemise erinevatele eesmärkidele võib kuumtöötlusprotsesse jagada kahte kategooriasse: eelkuumtöötlus ja lõplik kuumtöötlus.
1.Eelkuumtöötluse eesmärk on parandada töötlemisjõudlust, kõrvaldada sisemine pinge ja valmistada lõplikuks kuumtöötlemiseks ette hea metallograafiline struktuur. Kuumtöötlemisprotsess hõlmab lõõmutamist, normaliseerimist, vanandamist, karastamist ja karastamist jne.
l Termilise töötluse läbinud toorikute puhul kasutatakse lõõmutamist ja normaliseerimist. Süsinikteras ja legeerteras süsinikusisaldusega üle 0,5% lõõmutatakse sageli, et vähendada nende kõvadust ja hõlbustada lõikamist; Süsinikteras ja legeerteras süsinikusisaldusega alla 0,5% on töödeldud normaliseerimisega, et vältida tööriista kleepumist lõikamise ajal nende madala kõvaduse tõttu. Lõõmutamine ja normaliseerimine võivad täpsustada tera suurust ja saavutada ühtlase mikrostruktuuri, valmistudes tulevaseks kuumtöötlemiseks. Lõõmutamine ja normaliseerimine korraldatakse sageli pärast töötlemata töötlemist ja enne töötlemist.
l Ajatöötlust kasutatakse peamiselt tooriku valmistamisel ja mehaanilisel töötlemisel tekkivate sisepingete kõrvaldamiseks. Ülemäärase transpordikoormuse vältimiseks võib üldise täpsusega osade puhul enne täppistöötlust korraldada ajatöötluse. Kõrgete täpsusnõuetega osade puhul (nagu koordinaatpuurimismasinate korpus) tuleks aga korraldada kaks või enam vananemisprotsessi. Lihtsad osad ei vaja üldjuhul vananemisravi. Lisaks valanditele korraldatakse mõnede vähese jäikusega täppisosade (nt täppiskruvid) puhul sageli mitu vananemistöötlust töötlemata ja pooltäppistöötluse vahel, et kõrvaldada töötlemisel tekkivad sisepinged ja stabiliseerida osade töötluse täpsust. Mõned võlli osad vajavad pärast sirgendamise protsessi ajalist töötlemist.
l Karastamine ja karastamine viitab karastamise järgsele kõrgtemperatuursele karastamisele, mis võib saada ühtlase ja peene karastatud martensiidi struktuuri, valmistudes deformatsiooni vähendamiseks pinnakarastamisel ja nitriidi töötlemisel tulevikus. Seetõttu saab karastamise ja karastamise kasutada ka ettevalmistava kuumtöötlusena. Karastatud ja karastatud osade heade kõikehõlmavate mehaaniliste omaduste tõttu saab lõpliku kuumtöötlusprotsessina kasutada ka mõningaid osi, mille kõvaduse ja kulumiskindluse nõuded on madalad.
2.Lõpliku kuumtöötluse eesmärk on parandada mehaanilisi omadusi, nagu kõvadus, kulumiskindlus ja tugevus.
l Karastus hõlmab pinnakarastamist ja hulgikarastamist. Pinnakarastust kasutatakse laialdaselt selle väikese deformatsiooni, oksüdatsiooni ja dekarburiseerimise tõttu ning selle eelised on ka kõrge välistugevus ja hea kulumiskindlus, säilitades samal ajal hea sitkuse ja tugeva sisemise löögikindluse. Pinnakarastatud osade mehaaniliste omaduste parandamiseks on sageli vaja eelkuumtöötlusena läbi viia kuumtöötlus, näiteks karastamine ja karastamine või normaliseerimine. Üldine protsessiviis on: lõikamine – sepistamine – normaliseerimine (lõõmutamine) – töötlemata töötlemine – karastamine ja karastamine – pooltäppistöötlus – pinnakarastus – täppistöötlus.
l Karburiseeriv karastamine sobib madala süsinikusisaldusega terase ja madala legeeritud terase jaoks. Esiteks suurendatakse detaili pinnakihi süsinikusisaldust ja pärast karastamist omandab pinnakiht suure kõvaduse, samal ajal kui südamik säilitab teatud tugevuse, kõrge sitkuse ja plastilisuse. Karboniseerimise võib jagada üldiseks karboniseerimiseks ja kohalikuks karboniseerimiseks. Osalisel karburiseerimisel tuleks mittekarburiseerivate osade puhul kasutada lekkevastaseid meetmeid (vaskkatte või lekkevastaste materjalide katmine). Karburiseerimise ja karastamise põhjustatud suurte deformatsioonide ning karburiseerimissügavuse tõttu, mis on üldiselt vahemikus 0,5–2 mm, on karburiseerimisprotsess tavaliselt paigutatud pooltäppistöötluse ja täppistöötluse vahele. Üldine protsessi marsruut on: lõikamine sepistamine normaliseerimine töötlemata ja pooltäppistöötlemine carburizing karastamine täppistöötlus. Kui lokaalselt karbureeritud osade karburiseerimata osa võtab kasutusele saastekvootide suurendamise ja üleliigse karbureeritud kihi lõikamise protsessiplaani, tuleks üleliigse karbureeritud kihi eemaldamise protsess korraldada pärast karburiseerimist ja enne kustutamist.
l Nitriiditöötlus on töötlemismeetod, mis võimaldab lämmastikuaatomitel tungida metalli pinnale, et saada lämmastikku sisaldavate ühendite kiht. Nitridkiht võib parandada osade pinna kõvadust, kulumiskindlust, väsimustugevust ja korrosioonikindlust. Madala nitriiditöötlustemperatuuri, väikese deformatsiooni ja õhukese nitriidikihi (tavaliselt mitte üle 0,6–0,7 mm) tõttu tuleks nitridimisprotsess korraldada võimalikult hilja. Nitriidi käigus tekkivate deformatsioonide vähendamiseks on pärast lõikamist üldjuhul vajalik kõrge temperatuuriga karastamine pinge leevendamiseks.
Postitusaeg: 24.10.2024
