סיכום יסודות טיפול בחום!

טיפול בחום מתייחס לתהליך תרמי של מתכת שבו החומר מחומם, מוחזק ומקורר באמצעות חימום במצב מוצק על מנת להשיג את הארגון והתכונות הרצויים.

א. טיפול בחום

1, נרמול: הפלדה או חלקי הפלדה מחוממים לנקודה קריטית של AC3 או ACM מעל הטמפרטורה המתאימה כדי לשמור על פרק זמן מסוים לאחר קירור באוויר, כדי לקבל את סוג הארגון של תהליך טיפול בחום מסוג פרליטי.

2, חישול: חומר עבודה פלדה אוטקטי מחומם לטמפרטורה של 20-40 מעלות AC3 מעלות, לאחר שהחזיק למשך זמן מה, הוא מקורר באיטיות בתנור (או נקבר בחול או סיד) עד 500 מעלות מתחת לטמפרטורה של טמפרטורה נמוכה יותר בתהליך טיפול בחום אוויר.

3, טיפול בחום בתמיסה מוצקה: הסגסוגת מחוממת לאזור חד פאזי בטמפרטורה גבוהה של טמפרטורה קבועה כדי לשמור על טמפרטורה קבועה, כך שהפאזה העודפת מתמוססת לחלוטין לתמיסה מוצקה, ולאחר מכן מקוררת במהירות כדי לקבל תהליך טיפול בחום בתמיסה מוצקה רוויה יתר על המידה.

4、הזדקנות: לאחר טיפול בחום בתמיסה מוצקה או דפורמציה פלסטית קרה של הסגסוגת, כאשר היא מונחת בטמפרטורת החדר או נשמרת בטמפרטורה מעט גבוהה מטמפרטורת החדר, תכונותיה משתנות עם הזמן.

5, טיפול בתמיסה מוצקה: כך שהסגסוגת במגוון שלבים מתמוססת לחלוטין, מחזקת את התמיסה המוצקה ומשפרת את הקשיחות ועמידות בפני קורוזיה, מבטלת לחץ וריכוך, על מנת להמשיך את תהליך היציקה.

6, טיפול הזדקנות: חימום והחזקה בטמפרטורת משקעים של שלב החיזוק, כך שמשקעים של שלב החיזוק יתאשו, יתקשחו, כדי לשפר את החוזק.

7, מרווה: אוסטניטיזציה של פלדה לאחר קירור בקצב קירור מתאים, כך שמבנה הארגון של חומר העבודה לא יציב בחתך רוחב או בטווח מסוים, כגון טרנספורמציה של מרטנזיט בתהליך טיפול בחום.

8, הרפיה: חומר העבודה המרוהם יחומם לנקודה הקריטית של AC1 מתחת לטמפרטורה המתאימה למשך פרק זמן מסוים, ולאחר מכן יקורר בהתאם לדרישות השיטה, על מנת להשיג את הארגון והתכונות הרצויים של תהליך טיפול החום.

9, קרבוניטרידינג פלדה: קרבוניטרידינג הוא תהליך בו חודרים פחמן וחנקן לשכבת הפלדה פני השטח באותו הזמן. קרבוניטרידינג מסורתי ידוע גם בשם ציאניד, קרבוניטרידינג גז בטמפרטורה בינונית וקרבוניטרידינג גז בטמפרטורה נמוכה (כלומר ניטרוקרבוריזציה גזית) נמצא בשימוש נרחב יותר. המטרה העיקרית של קרבוניטרידינג גז בטמפרטורה בינונית היא לשפר את הקשיות, עמידות הבלאי וחוזק העייפות של הפלדה. קרבוניטרידינג גז בטמפרטורה נמוכה מבוסס ניטרידינג, ומטרתו העיקרית היא לשפר את עמידות הבלאי של הפלדה ואת עמידות הנשיכה.

10, טיפול הרפיה (מרווה והרפיה): המנהג הכללי הוא מרווה והרפיה בטמפרטורות גבוהות בשילוב עם טיפול בחום המכונה טיפול הרפיה. טיפול הרפיה נמצא בשימוש נרחב במגוון חלקים מבניים חשובים, במיוחד אלו הפועלים תחת עומסים מתחלפים של מוטות חיבור, ברגים, גלגלי שיניים וגירים. הרפיה לאחר טיפול הרפיה מקבלת ארגון סוהניט מחוסם, התכונות המכניות שלו טובות יותר מאותה קשיות של ארגון סוהניט מנורמל. קשיותו תלויה בטמפרטורת הרפיה בטמפרטורה גבוהה, ביציבות הרפיה של הפלדה ובגודל חתך רוחב של חומר העבודה, בדרך כלל בין HB200-350.

11, הלחמה: עם חומר הלחמה יהיו שני סוגים של חומר עבודה של התכה מחוממת המחוברת יחד בתהליך טיפול בחום.

II.Tהמאפיינים של התהליך

טיפול בחום במתכת הוא אחד התהליכים החשובים בייצור מכני. בהשוואה לתהליכי עיבוד שבבי אחרים, טיפול בחום בדרך כלל אינו משנה את צורת חומר העבודה ואת ההרכב הכימי הכולל שלו, אלא על ידי שינוי המיקרו-מבנה הפנימי של חומר העבודה, או שינוי ההרכב הכימי של פני השטח של חומר העבודה, ניתן לתת או לשפר את ניצול תכונות חומר העבודה. הוא מאופיין בשיפור באיכות הפנימית של חומר העבודה, שבדרך כלל אינו נראה לעין בלתי מזוינת. על מנת לייצר חומר עבודה ממתכת עם התכונות המכניות, התכונות הפיזיקליות והתכונות הכימיות הנדרשות, בנוסף לבחירה סבירה של חומרים ומגוון תהליכי יציקה, תהליך טיפול בחום הוא לעתים קרובות חיוני. פלדה היא החומר הנפוצ ביותר בתעשייה המכנית, מורכבת של מיקרו-מבנה פלדה, ניתנת לשליטה על ידי טיפול בחום, ולכן טיפול בחום של פלדה הוא התוכן העיקרי של טיפול בחום מתכת. בנוסף, אלומיניום, נחושת, מגנזיום, טיטניום וסגסוגות אחרות יכולות גם לעבור טיפול בחום כדי לשנות את התכונות המכניות, הפיזיקליות והכימיות שלהן, על מנת להשיג ביצועים שונים.

ג'.Tהתהליך

תהליך טיפול בחום כולל בדרך כלל שלושה תהליכי חימום, החזקה וקירור, ולפעמים רק שני תהליכי חימום וקירור. תהליכים אלה מחוברים זה לזה, ולא ניתן להפסיקם.

חימום הוא אחד התהליכים החשובים בטיפול בחום. טיפול בחום של מתכות הוא אחד משיטות החימום הרבות, המוקדם ביותר הוא השימוש בפחם ופחם כמקור חום, ולאחרונה השימוש בדלקים נוזליים וגזיים. השימוש בחשמל מקל על החימום, ואינו מזהם את הסביבה. השימוש במקורות חום אלה מאפשר חימום ישיר, אך גם באמצעות מלח מותך או מתכת, לחימום עקיף של חלקיקים צפים.

חימום מתכתי, חומר העבודה חשוף לאוויר, חמצון, דה-קרבוריזציה (כלומר, תכולת הפחמן על פני השטח של חלקי הפלדה מופחתת), דבר המשפיע לרעה מאוד על תכונות פני השטח של החלקים שטופלו בחום. לכן, המתכת צריכה להיות בדרך כלל באווירה מבוקרת או באווירה מבוקרת, חימום במלח מותך ובוואקום, אך ניתן גם להשתמש בשיטות ציפוי או אריזה לחימום מגן.

טמפרטורת החימום היא אחד מפרמטרי התהליך החשובים בתהליך הטיפול בחום. בחירה ובקרה של טמפרטורת החימום נועדה להבטיח את איכות הטיפול בחום. טמפרטורת החימום משתנה בהתאם לחומר המתכת המטופל ולמטרת הטיפול בחום, אך בדרך כלל החימום מעל לטמפרטורת מעבר הפאזה כדי להשיג ארגון בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, הטרנספורמציה דורשת כמות מסוימת של זמן, כך שכאשר פני השטח של חומר העבודה המתכתי מגיעים לטמפרטורת החימום הנדרשת, יש לשמור על טמפרטורה זו למשך פרק זמן מסוים, כך שהטמפרטורות הפנימיות והחיצוניות יהיו עקביות, כך שהטרנספורמציה המיקרו-מבנה תושלם, המכונה זמן החזקה. השימוש בחימום בצפיפות אנרגיה גבוהה ובטיפול בחום פני השטח מביא לקצב החימום מהיר ביותר, בדרך כלל אין זמן החזקה, בעוד שטיפול בחום כימי זמן ההחזקה לרוב ארוך יותר.

קירור הוא גם שלב הכרחי בתהליך טיפול בחום, שיטות קירור בשל תהליכים שונים, בעיקר לשליטה בקצב הקירור. קצב הקירור הכללי של חישול הוא האיטי ביותר, קצב הקירור מהיר יותר לאחר נרמול, וקצב הקירור מהיר יותר לאחר מרווה. אבל גם בגלל סוגי הפלדה השונים והדרישות השונות, כמו למשל פלדה מוקשה באוויר, ניתן להרווה באותו קצב קירור כמו פלדה מוקשה.

IV.פסיווג תהליך

ניתן לחלק את תהליך טיפול החום של מתכת באופן גס לשלוש קטגוריות: טיפול בחום מלא, טיפול בחום שטחי וטיפול בחום כימי. בהתאם למדיום החימום, טמפרטורת החימום ושיטת הקירור, ניתן להבחין בכל קטגוריה למספר תהליכי טיפול בחום שונים. אותה מתכת, באמצעות תהליכי טיפול בחום שונים, יכולה לקבל מבנה שונה, ולכן בעלת תכונות שונות. ברזל ופלדה הם המתכות הנפוצות ביותר בתעשייה, ומיקרו-מבנה הפלדה הוא גם המורכב ביותר, ולכן ישנם מגוון תהליכי טיפול בחום של פלדה.

טיפול בחום כולל הוא חימום כולל של חומר העבודה, ולאחר מכן קירורו בקצב מתאים, כדי להשיג את הארגון המתכתי הנדרש, על מנת לשנות את התכונות המכניות הכוללות של תהליך טיפול בחום המתכת. טיפול בחום כולל של פלדה כולל חישול, נרמול, מרווה וריסוס ארבעה תהליכים בסיסיים.

תהליך פירושו:

חישול הוא חימום חומר העבודה לטמפרטורה המתאימה, בהתאם לחומר ולגודל חומר העבודה תוך שימוש בזמני החזקה שונים, ולאחר מכן קירור איטי. המטרה היא לארגן את המתכת הפנימית ולהשיג או להתקרב למצב שיווי משקל, להשיג ביצועי תהליך וביצועים טובים, או להמשך כיבוי החומר לצורך ארגון ההכנה.

נרמול הוא חימום חומר העבודה לטמפרטורה המתאימה לאחר קירור באוויר. האפקט של נרמול דומה לחישול, רק כדי לקבל ארגון עדין יותר. לעתים קרובות משמש לשיפור ביצועי החיתוך של החומר, אך לעיתים משמש גם עבור חלקים פחות תובעניים כטיפול חום סופי.

מרווה היא חימום ובידוד של חומר העבודה, במים, שמן או מלחים אנאורגניים אחרים, תמיסות מימיות אורגניות ותמיסות מרווה אחרות לקירור מהיר. לאחר המרווה, חלקי הפלדה הופכים קשים, אך בו זמנית הופכים שבירים, על מנת לחסל את השבירות בזמן, בדרך כלל יש צורך לחסל אותם בזמן.

על מנת להפחית את שבירותם של חלקי הפלדה, חלקי הפלדה עוברים בטמפרטורה מתאימה גבוהה מטמפרטורת החדר ופחות מ-650 מעלות צלזיוס למשך תקופה ארוכה של בידוד, ולאחר מכן מקוררים, תהליך זה נקרא הרפיה. חישול, נרמול, מרווה ורפיה הם טיפול חום כללי ב"ארבע האש", שהמרווה והרפיה קשורים זה בזה באופן הדוק, ולעתים קרובות משתמשים זה בזה בשילוב, וזה הכרחי. "ארבע האש" משתנה עם טמפרטורת חימום וקירור, ומתפתח תהליך טיפול בחום שונה. על מנת להשיג דרגה מסוימת של חוזק וקשיחות, תהליך מרווה ורפיה בטמפרטורות גבוהות משולב, המכונה הרפיה. לאחר שהסגסוגות מסוימות מרווות ליצירת תמיסה מוצקה רוויה יתר על המידה, הן מוחזקות בטמפרטורת החדר או בטמפרטורה מתאימה מעט גבוהה יותר למשך זמן ארוך יותר על מנת לשפר את הקשיות, החוזק או המגנטיות החשמלית של הסגסוגת. תהליך טיפול בחום כזה נקרא טיפול הזדקנות.

עיבוד לחץ, דפורמציה וטיפול בחום מבוצעים בשילוב יעיל ומדויק, כך שחומר העבודה משיג חוזק וקשיחות טובים מאוד בשיטה המכונה טיפול בחום דפורמציה; באטמוספרה של לחץ שלילי או בוואקום, טיפול בחום המכונה טיפול בחום ואקום, לא רק גורם לחומר העבודה לא להתחמצן, לא להתפחם, לשמור על פני השטח של חומר העבודה לאחר הטיפול ולשפר את ביצועיו, אלא גם באמצעות חומר אוסמוטי לטיפול בחום כימי.

טיפול בחום פני השטח הוא רק חימום של שכבת פני השטח של חומר העבודה כדי לשנות את התכונות המכניות של שכבת פני השטח של תהליך טיפול בחום המתכת. על מנת לחמם רק את שכבת פני השטח של חומר העבודה מבלי להעביר חום מוגזם לחומר העבודה, יש להשתמש במקור חום בעל צפיפות אנרגיה גבוהה, כלומר, לספק אנרגיית חום גדולה יותר בשטח היחידה של חומר העבודה, כך ששכבת פני השטח של חומר העבודה יכולה להגיע לטמפרטורות גבוהות לפרק זמן קצר או באופן מיידי. טיפול בחום פני השטח הוא כיבוי להבה וטיפול בחום אינדוקציה, שיטות חום נפוצות כגון אוקסיאצטילן או אוקסיפרופן, זרם אינדוקציה, לייזר וקרן אלקטרונים.

טיפול בחום כימי הוא תהליך טיפול בחום במתכת על ידי שינוי ההרכב הכימי, הארגון והתכונות של שכבת פני השטח של חומר העבודה. טיפול בחום כימי שונה מטיפול בחום פני השטח בכך שהראשון משנה את ההרכב הכימי של שכבת פני השטח של חומר העבודה. טיפול בחום כימי מתבצע על חומר העבודה המכיל פחמן, מלח או יסודות סגסוגת אחרים של התווך (גז, נוזל, מוצק) בחימום ובבידוד למשך זמן ארוך יותר, כך ששכבת פני השטח של חומר העבודה חדירת פחמן, חנקן, בורון וכרום ויסודות אחרים. לאחר חדירת היסודות, לעיתים מתבצעים תהליכי טיפול בחום אחרים כגון מרווה וריפוי. השיטות העיקריות של טיפול בחום כימי הן קרבוריזציה, ניטרידינג וחדירת מתכת.

טיפול בחום הוא אחד התהליכים החשובים בתהליך הייצור של חלקים מכניים ותבניות. באופן כללי, הוא יכול להבטיח ולשפר את התכונות השונות של חומר העבודה, כגון עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה. הוא יכול גם לשפר את ארגון החומר הריק ואת מצב המאמץ, על מנת להקל על מגוון עיבודים קרים וחמים.

לדוגמה: ברזל יצוק לבן לאחר טיפול חישול ממושך יכול לקבל ברזל יצוק גמיש, מה שמשפר את הפלסטיות; גלגלי שיניים שעברו טיפול בחום נכון, אורך החיים שלהם יכול להיות יותר מפעמיים או עשרות פעמים; בנוסף, פלדת פחמן זולה, שעברה הסתננות של יסודות סגסוגת מסוימים, בעלת ביצועים של פלדת סגסוגת יקרה, יכולה להחליף פלדות עמידות בחום ופלדות אל-חלד; תבניות ותבניות כמעט כולן דורשות טיפול בחום וניתן להשתמש בהן רק לאחר טיפול בחום.

אמצעים משלימים

א. סוגי חישול

חישול הוא תהליך טיפול בחום שבו חומר העבודה מחומם לטמפרטורה מתאימה, מוחזק למשך זמן מסוים ולאחר מכן מקורר באיטיות.

ישנם סוגים רבים של תהליכי חישול פלדה, בהתאם לטמפרטורת החימום ניתן לחלק אותם לשתי קטגוריות: האחת היא חישול בטמפרטורה הקריטית (Ac1 או Ac3) מעל שלב החישול, המכונה גם חישול התגבשות מחדש באמצעות שינוי פאזה, הכולל חישול מלא, חישול לא שלם, חישול ספרואידי וחישול דיפוזיה (חישול הומוגניזציה) וכו'; השנייה היא חישול מתחת לטמפרטורה הקריטית, הכולל חישול התגבשות מחדש וחישול הפחתת מתחים וכו'. בהתאם לשיטת הקירור, ניתן לחלק את החישול לחישול איזותרמי וחישול קירור רציף.

1, חישול מלא וחישול איזותרמי

חישול מלא, המכונה גם חישול התגבשות מחדש, מכונה בדרך כלל חישול, הוא פלדה או פלדה המחוממת ל-Ac3 מעל 20 ~ 30 ℃, בידוד ארוך מספיק כדי להפוך את הארגון אוסטניטיזציה מלא לאחר קירור איטי, על מנת להשיג ארגון כמעט שיווי משקל של תהליך טיפול בחום. חישול זה משמש בעיקר להרכב תת-אוטקטי של יציקות פחמן וסגסוגות שונות, חישולים ופרופילים מגולגלים חמים, ולעיתים משמש גם למבנים מרותכים. בדרך כלל משמש כטיפול חום סופי של מספר חומרי עבודה לא כבדים, או כטיפול חום מקדים של חלקים מסוימים.

2, חישול כדורי

חישול ספרואידי משמש בעיקר לייצור פלדת פחמן אוטקטית יתר על המידה ופלדת כלים מסגסוגת (כגון ייצור כלים מחודדים, מדדים, תבניות ותבניות המשמשות בפלדה). מטרתו העיקרית היא להפחית את הקשיות, לשפר את יכולת העיבוד ולהתכונן לכיבוי עתידי.

3, חישול להפגת מתחים

חישול להפגת מתחים, המכונה גם חישול בטמפרטורה נמוכה (או הרפיה בטמפרטורה גבוהה), משמש בעיקר להסרת יציקות, חישולים, ריתוכים, חלקים מגולגלים חמים, חלקים משוכים קרים ומאמצים שיוריים אחרים. אם מאמצים אלה לא יבוטלו, הם יגרום לפלדה לייצר עיוות או סדקים לאחר פרק זמן מסוים או בתהליך החיתוך שלאחר מכן.

4. חישול לא שלם הוא חימום הפלדה ל-Ac1 ~ Ac3 (פלדה תת-אוטקטית) או Ac1 ~ ACcm (פלדה יתר-אוטקטית) בין שימור החום לקירור איטי כדי להשיג ארגון כמעט מאוזן של תהליך טיפול החום.

II.מרווה, מדיום הקירור הנפוץ ביותר הוא מי מלח, מים ושמן.

מרווה של חומר העבודה במי מלח, קל להשיג קשיות גבוהה ומשטח חלק, לא קל לייצר כתמים רכה וקשים, אבל קל לגרום לעיוות חמור של חומר העבודה, ואף לסדקים. השימוש בשמן כמדיום מרווה מתאים רק ליציבות של אוסטניט מקורר-על, יחסית גדול בחלק מסגסוגות פלדה או מרווה של חומר עבודה קטן מפלדת פחמן.

ג'.מטרת חישול פלדה

1, להפחית שבירות, לבטל או להפחית מתח פנימי, קיים מתח פנימי ושבירות רב בפלדה, כגון אי-התכה בזמן שגורמת לעיתים קרובות לעיוות או אפילו לסדק של הפלדה.

2, כדי להשיג את התכונות המכניות הנדרשות של חומר העבודה, חומר העבודה בעל קשיות ושבירות גבוהות לאחר הרפיה, על מנת לעמוד בדרישות התכונות השונות של מגוון חומרי עבודה, ניתן להתאים את הקשיות באמצעות הרפיה מתאימה כדי להפחית את השבירות והקשיחות הנדרשים והפלסטיות.

3. ייצוב גודל חומר העבודה

4. קשה לרכך פלדות סגסוגת מסוימות לצורך חישול. לאחר הרפיה בטמפרטורה גבוהה, משתמשים לעתים קרובות במרכך (או נרמול), כך שהקרביד של הפלדה יתאחז כראוי ותפחית את הקשיות, על מנת להקל על החיתוך והעיבוד.

מושגים משלימים

1, חישול: מתייחס לחומרי מתכת המחוממים לטמפרטורה המתאימה, נשמרים למשך זמן מסוים, ולאחר מכן עוברים טיפול בחום מקורר באיטיות. תהליכי חישול נפוצים הם: חישול התגבשות מחדש, חישול להפגת מתחים, חישול כדורי, חישול מלא וכו'. מטרת החישול: בעיקר להפחית את קשיות חומרי המתכת, לשפר את הפלסטיות, להקל על חיתוך או עיבוד בלחץ, להפחית מתחים שיוריים, לשפר את הארגון וההרכב של ההומוגניזציה, או טיפול בחום כדי להפוך את הארגון מוכן.

2, נרמול: מתייחס לפלדה או פלדה מחוממים לטמפרטורה של 30 עד 50 מעלות צלזיוס או מעל (טמפרטורה בנקודה קריטית), וקירור טמפרטורה מתאים, לאחר טיפול בחום באוויר דומם. מטרת הנרמול: לשפר את התכונות המכניות של פלדה דלת פחמן, לשפר את יכולת החיתוך והעיבוד, לשפר את חידוד הגרעינים, ולחסל פגמים ארגוניים, ולאחר מכן להכין את הארגון לאחר טיפול בחום.

3, מרווה: מתייחס לחימום פלדה לטמפרטורה מעל טמפרטורה מסוימת של Ac3 או Ac1 (פלדה מתחת לנקודת הטמפרטורה הקריטית), לשמור עליה למשך זמן מסוים, ולאחר מכן לקצב קירור מתאים, על מנת להשיג תהליך טיפול בחום של מרטנזיט (או בייניט). תהליכי מרווה נפוצים הם מרווה חד-מדי, מרווה דו-מדי, מרווה מרטנזיט, מרווה איזותרמית בייניט, מרווה פני שטח ומרווה מקומית. מטרת המרווה: לאפשר לחלקי הפלדה להשיג את הארגון המרטנזיטי הנדרש, לשפר את קשיות החומר, את החוזק ואת עמידות השחיקה שלו, ולאחר מכן לבצע טיפול בחום טוב לארגון.

4, הרפיה: מתייחס לתהליך טיפול בחום של פלדה שעוברת התקשות, חימום לטמפרטורה מתחת ל-Ac1, זמן החזקה, וקירור לטמפרטורת החדר. תהליכי הרפיה נפוצים הם: הרפיה בטמפרטורה נמוכה, הרפיה בטמפרטורה בינונית, הרפיה בטמפרטורה גבוהה והרפיה מרובה.

מטרת הרפיה: בעיקר כדי למנוע את הלחץ הנוצר על ידי הפלדה במהלך הרפיה, כך שלפלדה יהיו קשיות ועמידות גבוהות בפני שחיקה, וכן יהיו לה גמישות וקשיחות הנדרשות.

5, הרפיה: מתייחס לפלדה או פלדה מרוכבים המשמשים לריפוי והרפיה בטמפרטורה גבוהה בתהליך טיפול בחום. משמש בטיפול הרפיה של פלדה נקרא פלדה מחוסמת. זה מתייחס בדרך כלל לפלדת מבנה פחמן בינונית ופלדת מבנה מסגסוגת פחמן בינונית.

6, קרבוריזציה: קרבוריזציה היא תהליך של חדירת אטומי פחמן לשכבת השטח של פלדה. זהו גם תהליך של יצירת שכבת שטח של פלדת פחמן נמוכה לחומר עבודה בעל שכבת שטח של פלדת פחמן גבוהה, ולאחר מכן לאחר מרווה וריסוס בטמפרטורה נמוכה, לשכבת השטח של חומר העבודה יש ​​קשיות ועמידות גבוהות בפני שחיקה, בעוד שחלקו המרכזי של חומר העבודה עדיין שומר על הקשיחות והפלסטיות של פלדת פחמן נמוכה.

שיטת ואקום

מכיוון שפעולות החימום והקירור של חלקי מתכת דורשות תריסר או אפילו עשרות פעולות להשלמה. פעולות אלו מבוצעות בתוך תנור טיפול בחום בוואקום, המפעיל אינו יכול להתקרב, ולכן דרגת האוטומציה של תנור טיפול בחום בוואקום נדרשת להיות גבוהה יותר. יחד עם זאת, פעולות מסוימות, כגון חימום והחזקת סיום תהליך הכיבוי של חומר המתכת, צריכות להיות שש, שבע פעולות ולהסתיים תוך 15 שניות. בתנאים זריזים כאלה להשלמת פעולות רבות, קל לגרום לעצבנות אצל המפעיל ולגרום לתפעול שגוי. לכן, רק דרגת אוטומציה גבוהה יכולה להיות תיאום מדויק ובזמן בהתאם לתוכנית.

טיפול בחום בוואקום של חלקי מתכת מתבצע בתנור ואקום סגור, איטום ואקום קפדני ידוע היטב. לכן, כדי להשיג ולהיצמד לקצב דליפת האוויר המקורי של התנור, להבטיח את קצב הוואקום של תנור הוואקום, כדי להבטיח את איכות החלקים לטיפול בחום בוואקום, יש חשיבות רבה מאוד. לכן, נושא מרכזי בתנור טיפול בחום בוואקום הוא מבנה איטום ואקום אמין. על מנת להבטיח את ביצועי הוואקום של תנור הוואקום, תכנון מבנה תנור הטיפול בחום בוואקום חייב לעקוב אחר עיקרון בסיסי, כלומר, גוף התנור צריך להשתמש בריתוך אטום לגז, תוך כדי שגוף התנור יפגע ככל האפשר בפתח או לא יפתח, וימנע או מפחית את השימוש במבנה איטום דינמי, על מנת למזער את הסיכוי לדליפת ואקום. רכיבים ואביזרים המותקנים בגוף תנור הוואקום, כגון אלקטרודות מקוררות מים והתקן יצוא תרמי, חייבים גם הם להיות מתוכננים לאטום את המבנה.

רוב חומרי החימום והבידוד ניתנים לשימוש תחת ואקום בלבד. חימום ובידוד תרמי של תנור טיפול בחום בוואקום פועלים בוואקום ובטמפרטורה גבוהה, ולכן חומרים אלה מציבים דרישות עמידות בטמפרטורה גבוהה, תוצאות קרינה, מוליכות תרמית ועוד. הדרישות לעמידות בחמצון אינן גבוהות. לכן, תנור טיפול בחום בוואקום משתמש באופן נרחב בטנטלום, טונגסטן, מוליבדן וגרפיט לחומרי חימום ובידוד תרמי. חומרים אלה מתחמצנים בקלות רבה במצב אטמוספרי, ולכן תנור טיפול בחום רגיל אינו יכול להשתמש בחומרי חימום ובידוד אלה.

מכשיר מקורר מים: מעטפת תנור טיפול בחום בוואקום, כיסוי התנור, גופי חימום חשמליים, אלקטרודות מקוררות מים, דלת בידוד חום בוואקום ביניים ורכיבים אחרים, נמצאים בוואקום, במצב של עבודה בחום. בעבודה בתנאים קשים במיוחד כאלה, יש לוודא שהמבנה של כל רכיב לא מעוות או פגום, ושאטם הוואקום לא יתחמם יתר על המידה או יישרף. לכן, יש להתקין כל רכיב בהתאם לנסיבות שונות של מכשירי קירור מים כדי להבטיח שתנור טיפול בחום בוואקום יוכל לפעול כרגיל וליהנות מאורך חיים מספק.

שימוש במיכל ואקום במתח נמוך וזרם גבוה: כאשר דרגת הוואקום היא בטווח של כמה lxlo-1 טור, מוליך האנרגיה במיכל הוואקום נמצא במתח גבוה יותר, יגרום לתופעת פריקת זוהר. בתנור טיפול בחום בוואקום, פריקת קשת חזקה תגרום לשריפת גוף החימום החשמלי ושכבת הבידוד, ותגרום לתאונות ולהפסדים גדולים. לכן, מתח העבודה של גוף החימום החשמלי של תנור טיפול בחום בוואקום בדרך כלל אינו עולה על 80 עד 100 וולט. במקביל, בתכנון מבנה גוף החימום החשמלי, יש לנקוט באמצעים יעילים, כגון ניסיון להימנע מפגיעה בקצות החלקים, והמרווח בין האלקטרודות לא יכול להיות קטן מדי, על מנת למנוע יצירת פריקת זוהר או פריקת קשת.

הַרפָּיָה

בהתאם לדרישות הביצועים השונות של חומר העבודה, ובהתאם לטמפרטורות ההרפיה השונות שלו, ניתן לחלק את סוגי ההרפיה הבאים:

(א) הרפיה בטמפרטורה נמוכה (150-250 מעלות)

הרפיה בטמפרטורה נמוכה של הארגון המתקבל עבור מרטנזיט מחוסם. מטרתו לשמור על קשיות גבוהה ועמידות גבוהה בפני שחיקה של פלדה מרופדת תחת ההנחה של הפחתת הלחץ הפנימי והשבירות שלה, על מנת למנוע סדקים או נזק בטרם עת במהלך השימוש. הוא משמש בעיקר עבור מגוון כלי חיתוך עתירי פחמן, מדידות, תבניות קרות, מיסבים מתגלגלים וחלקים קרבוריים וכו', לאחר הרפיה קשיות בדרך כלל HRC58-64.

(ii) הרפיה בטמפרטורה בינונית (250-500 מעלות)

ארגון הרפיה בטמפרטורה בינונית לגוף קוורץ מחוסם. מטרתו להשיג חוזק כניעה גבוה, גבול אלסטיות וקשיחות גבוהה. לכן, הוא משמש בעיקר למגוון קפיצים ועיבוד תבניות חם, קשיות ההרפיה היא בדרך כלל HRC35-50.

(C) הרפיה בטמפרטורה גבוהה (500-650 מעלות)

הרפיה בטמפרטורה גבוהה של הארגון עבור סוהניט מחוסם. טיפול חום משולב מקובל של מרווה והרפיה בטמפרטורה גבוהה המכונה טיפול הרפיה, מטרתו להשיג חוזק, קשיות, פלסטיות וקשיחות טובים יותר ותכונות מכניות כלליות. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב במכוניות, טרקטורים, כלי עבודה וחלקים מבניים חשובים אחרים, כגון מוטות חיבור, ברגים, גלגלי שיניים וגירים. הקושי לאחר הרפיה הוא בדרך כלל HB200-330.

מניעת עיוות

גורמים לעיוות עובש מורכב מדויק לרוב מורכבים, אך אנו רק שולטים בחוק העיוות שלו, מנתחים את הגורמים לו, ומאפשרים שימוש בשיטות שונות למניעת עיוות עובש, תוך צמצום ושליטה. באופן כללי, טיפול בחום של עיוות עובש מורכב מדויק יכול לנקוט בשיטות המניעה הבאות.

(1) בחירת חומרים סבירה. תבניות מורכבות מדויקות צריכות להיות פלדת עיוות טובה (כגון פלדת קירור אוויר). פלדת עובש רצינית צריכה להיות בעלת הפרדת קרביד סבירה, טיפול בחום זיוף וריפוי. פלדת עובש גדולה יותר, שאינה ניתנת לזיוף, יכולה להיות בעלת טיפול בחום כפול זיוף בתמיסה מוצקה.

(2) עיצוב מבנה התבנית צריך להיות סביר, עוביו לא צריך להיות שונה מדי, הצורה צריכה להיות סימטרית, כדי למנוע עיוות בתבנית גדולה יותר יש לשלוט בחוק העיוות, תוך מתן אפשרות לעיבוד, וניתן להשתמש בו בשילוב מבנים עבור תבניות גדולות, מדויקות ומורכבות.

(3) יש לבצע טיפול קדם-חום בתבניות מדויקות ומורכבות כדי למנוע את המאמץ השיורי שנוצר בתהליך העיבוד השבבי.

(4) בחירה סבירה של טמפרטורת חימום, שליטה על מהירות החימום, עבור תבניות מורכבות מדויקות ניתן להשתמש בחימום איטי, חימום מוקדם ושיטות חימום מאוזנות אחרות כדי להפחית את עיוות טיפול החום של התבנית.

(5) תחת ההנחה של הבטחת קשיות התבנית, נסו להשתמש בתהליך קירור מקדים, קירור מדורג או קירור בטמפרטורה.

(6) עבור תבניות מדויקות ומורכבות, בתנאים המאפשרים זאת, יש לנסות להשתמש בחימום ואקום ובטיפול קירור עמוק לאחר החימום.

(7) עבור תבניות מורכבות ודיוק מסוימות, ניתן להשתמש בטיפול קדם-חום, טיפול תרמי ליישון, טיפול תרמי ניטרידינג והרפיה כדי לשלוט על דיוק התבנית.

(8) בתיקון חורי חול עובש, נקבוביות, בלאי ופגמים אחרים, שימוש במכונת ריתוך קרה ופגיעות תרמיות אחרות של ציוד התיקון כדי למנוע עיוות בתהליך התיקון.

בנוסף, פעולה נכונה של תהליך טיפול בחום (כגון סתימת חורים, קשירת חורים, קיבוע מכני, שיטות חימום מתאימות, בחירה נכונה של כיוון הקירור של התבנית וכיוון התנועה במדיום הקירור וכו') ותהליך טיפול בחום סביר בהרפיה הם גם אמצעים יעילים להפחתת עיוותים של תבניות מדויקות ומורכבות.

טיפול בחום בכיור וריסוס פני השטח מתבצע בדרך כלל באמצעות חימום אינדוקציה או חימום להבה. הפרמטרים הטכניים העיקריים הם קשיות פני השטח, קשיות מקומית ועומק שכבת התקשות אפקטיבית. ניתן להשתמש בבדיקת קשיות באמצעות בודק קשיות ויקרס, ניתן להשתמש גם בבודק קשיות רוקוול או רוקוול פני השטח. בחירת כוח הבדיקה (קנה המידה) קשורה לעומק השכבה הקשה האפקטיבית ולקשיות פני השטח של חומר העבודה. כאן מעורבים שלושה סוגים של בודקי קשיות.

ראשית, בודק קשיות ויקרס הוא אמצעי חשוב לבדיקת קשיות פני השטח של חומרי עבודה שטופלו בחום. ניתן לבחור בו כוח בדיקה של 0.5 עד 100 ק"ג, ולבדוק את שכבת התקשות פני השטח בעובי של עד 0.05 מ"מ, ודיוקו הגבוה ביותר, והוא יכול להבחין בהבדלים קטנים בקשיות פני השטח של חומרי עבודה שטופלו בחום. בנוסף, יש לזהות גם את עומק השכבה הקשה האפקטיבית באמצעות בודק קשיות ויקרס, ולכן עבור עיבוד חום פני השטח או מספר רב של יחידות המשתמשות בחום פני השטח של חומר עבודה, יש צורך בבודק קשיות ויקרס.

שנית, בודק קשיות פני השטח של Rockwell מתאים מאוד גם לבדיקת קשיות של חומר עבודה מוקשה על פני השטח, לבודד קשיות פני השטח של Rockwell יש שלושה סולמות לבחירה. ניתן לבדוק את עומק התקשות האפקטיבי של יותר מ-0.1 מ"מ עבור חומר עבודה מוקשה על פני השטח שונים. למרות שדיוק בודק קשיות פני השטח של Rockwell אינו גבוה כמו בודק קשיות ויקרס, אך כאמצעי ניהול איכות ובדיקה מוסמך למפעל טיפול בחום לגילוי, הוא הצליח לעמוד בדרישות. יתר על כן, יש לו גם פעולה פשוטה, קל לשימוש, מחיר נמוך, מדידה מהירה, יכול לקרוא ישירות את ערך הקשיות ומאפיינים אחרים, השימוש בודק קשיות פני השטח של Rockwell יכול להיות אצווה של חומר עבודה טיפול בחום על פני השטח לבדיקה מהירה ולא הרסנית חתיכה אחר חתיכה. זה חשוב עבור מפעלי עיבוד מתכת וייצור מכונות.

שלישית, כאשר שכבת הקשייה שעברה טיפול בחום על פני השטח עבה יותר, ניתן להשתמש גם בבודק קשיות Rockwell. כאשר עובי שכבת הקשייה שעברה טיפול בחום הוא 0.4 ~ 0.8 מ"מ, ניתן להשתמש בקנה מידה HRA, וכאשר עובי שכבת הקשייה עולה על 0.8 מ"מ, ניתן להשתמש בקנה מידה HRC.

שלושת ערכי הקשיות של ויקרס, רוקוול ורוקוול פני השטח ניתנים להמרה בקלות זה לזה, לפי תקן, שרטוטים או ערכי קשיות הדרושים למשתמש. טבלאות ההמרה המתאימות ניתנות בתקן הבינלאומי ISO, בתקן האמריקאי ASTM ובתקן הסיני GB/T.

התקשות מקומית

אם לחלקים דרישות קשיות מקומיות גבוהות יותר, חימום אינדוקציה ואמצעים אחרים לטיפול בחום מרווה מקומי זמינים, בדרך כלל יש לסמן את מיקום טיפול החום מרווה המקומי ואת ערך הקשיות המקומי בשרטוטים. בדיקת קשיות החלקים צריכה להתבצע באזור המיועד לכך. ניתן להשתמש במכשירי בדיקת קשיות של רוקוול, לבדיקת ערך קשיות HRC, כגון שכבת התקשות רדודה של טיפול בחום, ניתן להשתמש בבודק קשיות רוקוול על פני השטח, לבדיקת ערך קשיות HRN.

טיפול בחום כימי

טיפול בחום כימי הוא יצירת חדירת יסוד כימי אחד או יותר של אטומים אל פני השטח של חומר העבודה, ובכך לשנות את ההרכב הכימי, הארגון והביצועים של פני השטח של חומר העבודה. לאחר כיבוי וחישול בטמפרטורה נמוכה, פני השטח של חומר העבודה בעלי קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה וחוזק עייפות מגע, בעוד שלליבת חומר העבודה יש ​​קשיחות גבוהה.

בהתאם לאמור לעיל, זיהוי ורישום הטמפרטורה בתהליך טיפול בחום חשובים מאוד, ובקרת טמפרטורה לקויה משפיעה רבות על המוצר. לכן, זיהוי הטמפרטורה חשוב מאוד, וגם מגמת הטמפרטורה בתהליך כולו חשובה מאוד, וכתוצאה מכך יש לתעד את שינויי הטמפרטורה בתהליך טיפול החום, דבר שיכול להקל על ניתוח נתונים עתידי, וגם כדי לראות מתי הטמפרטורה אינה עומדת בדרישות. לכך יהיה תפקיד חשוב מאוד בשיפור טיפול החום בעתיד.

נהלי הפעלה

1. יש לנקות את אתר הפעולה, לבדוק האם אספקת החשמל, מכשירי המדידה והמתגים השונים תקינים, והאם מקור המים חלק.

2. על המפעילים ללבוש ציוד מגן טוב להגנה על העבודה, אחרת זה יהיה מסוכן.

3, פתחו את מתג ההעברה האוניברסלי של בקרת הכוח, בהתאם לדרישות הטכניות של הציוד, עליכם לחתוך את הטמפרטורה בקטעים מדורגים, כדי להאריך את חיי הציוד והציוד בשלמותו.

4, יש לשים לב לטמפרטורת תנור הטיפול בחום ולוויסות מהירות חגורת הרשת, כדי לשלוט בתקני הטמפרטורה הנדרשים עבור חומרים שונים, להבטיח את קשיות חומר העבודה ואת ישרות פני השטח ואת שכבת החמצון, ולעשות עבודה טובה של בטיחות.

5. יש לשים לב לטמפרטורת תנור ההרפיה ולמהירות חגורת הרשת, יש לפתוח את אוויר הפליטה, כך שחומר העבודה יעמוד בדרישות האיכות לאחר ההרפיה.

6, בעבודה צריך להיצמד לפוסט.

7, להגדיר את מכשירי הכיבוי הנדרשים, ולהכיר את שיטות השימוש והתחזוקה.

8. בעת עצירת המכונה, עלינו לבדוק שכל מתגי הבקרה במצב כבוי, ולאחר מכן לסגור את מתג ההעברה האוניברסלי.

התחממות יתר

מהפתח המחוספס של אביזרי הגליל ניתן לראות התחממות יתר של המיקרו-מבנה של חלקי המיסב לאחר החימום. אך כדי לקבוע את מידת ההתחממות המדויקת, יש לעקוב אחר המיקרו-מבנה. אם מופיע מרטנזיט מחטי גס במבנה המרווה של פלדת GCr15, מדובר במבנה של התחממות יתר של המרווה. הסיבה להיווצרות טמפרטורת החימום של המרווה עשויה להיות גבוהה מדי או שזמן החימום וההחזקה ארוכים מדי, הנגרמים עקב התחממות יתר מלאה; ייתכן גם בגלל מבנה קרביד חמור במבנה המקורי, שבין שני התחומים נוצרת עבה של מחט מרטנזיט מקומית באזור דל הפחמן, וכתוצאה מכך נוצרת התחממות יתר מקומית. שאריות האוסטניט במבנה המחומם יתר על המידה גוברות ויציבות הממדים פוחתת. עקב התחממות יתר של מבנה המרווה, גביש הפלדה הופך גס, מה שמוביל לירידה בקשיחות החלקים, להפחתת עמידות בפני פגיעות ולקצר את חיי המיסב. התחממות יתר חמורה עלולה אף לגרום לסדקים בחימום.

תת-חימום

טמפרטורת מרווה נמוכה או קירור לקוי יפיקו מבנה מיקרו של טורניט בעל מבנה נמוך יותר מהרגיל, המכונה תת-חימום, מה שגורם לירידה בקשיות ועמידות בפני שחיקה מופחתת בחדות, ומשפיע על חיי מיסב חלקי הגליל.

מרווה סדקים

חלקי מיסב רולר בתהליך הקירור והקירור נוצרים עקב מאמצים פנימיים סדקים הנקראים סדקי קינה. הגורמים לסדקים כאלה הם: טמפרטורת חימום גבוהה מדי או קירור מהיר מדי עקב קינה, מאמץ תרמי ושינוי נפח מסת המתכת בארגון המאמץ גדול מחוזק השבר של הפלדה; פגמים מקוריים במשטח העבודה (כגון סדקים או שריטות) או פגמים פנימיים בפלדה (כגון סיגים, תכלילים לא מתכתיים חמורים, כתמים לבנים, שאריות הצטמקות וכו') ויצירת ריכוז מאמצים במהלך הקינה; דה-קרבוריזציה חמורה של פני השטח והפרדת קרביד; חלקים שעברו קינה לאחר הרפיה אינם מספקים או הרפיה מוקדמת; מאמצים קרים גדולים מדי כתוצאה מתהליך הקודם, קיפול בחישול, חיתוכים עמוקים בחריטה, קצוות חדים של חריצי שמן וכן הלאה. בקיצור, הגורם לסדקים בקינה יכול להיות אחד או יותר מהגורמים הנ"ל, נוכחות של מאמצים פנימיים היא הסיבה העיקרית להיווצרות סדקי קינה. סדקי הקינה עמוקים ודקים, עם שבר ישר וללא צבע מחומצן על פני השטח השבורים. לרוב מדובר בסדק שטוח אורכי או סדק בצורת טבעת על צווארון המיסב; הצורה על כדור הפלדה של המיסב היא בצורת S, בצורת T או בצורת טבעת. המאפיינים הארגוניים של סדק מרווה הם חוסר תופעת דה-קרבוריזציה משני צידי הסדק, וניתן להבחין בבירור בסדקים בחישול וסדקים בחומר.

עיוות טיפול בחום

בחלקי מיסב NACHI בטיפול בחום, ישנם עומסים תרמיים ועומסים ארגוניים. עומסים פנימיים אלה יכולים להיות מונחים זה על גבי זה או לקזז חלקית. הם מורכבים ומשתנים, מכיוון שניתן לשנות אותם בהתאם לטמפרטורת החימום, קצב החימום, מצב הקירור, קצב הקירור, הצורה והגודל של החלקים, ולכן עיוות בטיפול בחום הוא בלתי נמנע. זיהוי ושליטה של ​​כלל החוק יכולים לגרום לעיוות של חלקי מיסב (כגון צווארון סגלגל, גודל מוגדל וכו') להציב בטווח נשלט, מה שתורם לייצור. כמובן, בתהליך הטיפול בחום, התנגשויות מכניות גם כן יגרום לעיוות של החלקים, אך ניתן להשתמש בעיוותים אלה כדי לשפר את הפעולה ולהפחית ולמנוע אותם.

דה-קרבוריזציה של פני השטח

חלקי מיסב של אביזרי רולר בתהליך טיפול בחום, אם הם מחוממים במדיום חמצון, פני השטח יתחמצון כך שיחס מסת הפחמן של החלקים על פני השטח יופחת, וכתוצאה מכך תיגרר פחמן על פני השטח. עומק שכבת תיגר הפחמן על פני השטח גדול מכמות השמירה הסופית של העיבוד, יגרום לחלקים להיגרר. קביעת עומק שכבת תיגר הפחמן על פני השטח בבדיקה מטלוגרפית באמצעות שיטת המטלוגרפיה ושיטת המיקרו-קשיות הזמינות. עקומת התפלגות המיקרו-קשיות של שכבת פני השטח מבוססת על שיטת המדידה, וניתן להשתמש בה כקריטריון בוררות.

נקודה רכה

עקב חימום לא מספק, קירור לקוי ותפעול מרווה הנגרם על ידי קשיות פני השטח לא נכונה של חלקי מיסב הגלילה, אין בכך כדי להקל על פעולת הקרבורציה. תופעה זו, המכונה "נקודה רכה מרווה", יכולה לגרום לירידה משמעותית בעמידות בפני השטח לשחיקה ובחוזק העייפות.