De thermische behandeling kan op vele metaallegeringen worden toegepast om zeer belangrijke fysische eigenschappen zoals hardheid, sterkte, of bewerkbaarheid beduidend te verbeteren. Deze veranderingen zijn toe te schrijven aan veranderingen in de microstructuur, soms wegens veranderingen in de chemische samenstelling van het materiaal.
Deze behandelingen omvatten de extreme temperaturen het verwarmen van metaallegeringen (gewoonlijk) en dan het koelen van hen in de gecontroleerde omstandigheden. De temperatuur waaraan het materiaal wordt verwarmd zullen, de tijd om de temperatuur te handhaven, en het het koelen tarief zeer de definitieve fysische eigenschappen van de metaallegering beïnvloeden.
In dit document, herzien wij de thermische behandeling met betrekking die tot metaallegeringen het meest meestal in CNC het machinaal bewerken worden gebruikt. Door het effect te beschrijven van deze processen op de laatste zinsnedeeigenschappen, zal dit artikel u helpen de juiste materialen voor uw toepassing kiezen.
Wanneer om thermische behandeling te leiden
De thermische behandeling kan op metaallegeringen door het productieproces worden toegepast. Voor CNC machinaal bewerkte delen, is de thermische behandeling over het algemeen van toepassing op:
Vóór CNC verwerking: Wanneer de klaar standaardmetaallegeringen worden vereist, CNC zullen de providers direct delen van voorraadmaterialen verwerken. Dit is gewoonlijk de beste keus om de levertijd te verkorten.
Na CNC die machinaal bewerken: Sommige thermische behandelingen verhogen beduidend de hardheid van het materiaal of zoals het eindigen stappen na zich het vormen gebruikt. In deze gevallen, wordt de thermische behandeling uitgevoerd na CNC verwerking, omdat de hoge hardheid de bewerkbaarheid van materialen zal verminderen. Bijvoorbeeld, is dit de vaste praktijk voor CNC machinaal bewerkend de delen van het hulpmiddelstaal.
Gemeenschappelijke thermische behandeling van CNC materialen: het ontharden, spanningshulp en het aanmaken
Onthardend, aanmakend, en de spanning die allen verlichten impliceert het verwarmen van een metaallegering aan op hoge temperatuur en langzaam dan het koelen van het materiaal, gewoonlijk in lucht of in een oven. Zij verschillen in de temperatuur waarbij het materiaal en in de orde wordt verwarmd waarin het wordt vervaardigd.
Tijdens het onthardende proces, wordt het metaal verwarmd aan zeer op hoge temperatuur en langzaam dan gekoeld om de gewenste microstructuur te verkrijgen. Het ontharden wordt gewoonlijk toegepast op alle metaallegeringen na zich het vormen en vóór om het even welke verdere verwerking om hen zacht te worden en hun bewerkbaarheid te verbeteren. Als geen andere thermische behandeling wordt gespecificeerd, zullen de meeste CNC machinaal bewerkte delen materiële eigenschappen in de ontharde staat hebben.
De spanningshulp omvat het verwarmen delen aan op hoge temperatuur (maar lager dan onthardend), die gewoonlijk na CNC machinaal bewerkend om overblijvende die spanning te elimineren tijdens productie wordt geproduceerd worden gebruikt. Op deze wijze, kunnen de delen met meer verenigbare mechanische eigenschappen worden veroorzaakt.
Het aanmaken verwarmt ook delen bij een temperatuur lager dan onthardende die temperatuur, gewoonlijk na het doven van laag koolstofstaal (1045 en A36) wordt gebruikt en legeringsstaal (4140 en 4240) hun broosheid te verminderen en hun mechanische eigenschappen te verbeteren.
doof
Het doven impliceert het verwarmen van het metaal aan zeer op hoge temperatuur en snel dan het koelen van het, gewoonlijk door het materiaal in olie of water onder te dompelen of het bloot te stellen aan een koude luchtstroom. Het snelle koelen „sluit“ de microstructuurveranderingen die wanneer de materialen worden verwarmd voorkomen, resulterend in uiterst hoge hardheid van delen.
De delen worden gewoonlijk gedoofd als laatste stap van het productieproces na CNC verwerking (denk aan de smid die het blad in olie onderdompelen), omdat de verhoging van hardheid het materiaal moeilijker maakt te verwerken.
Het hulpmiddelstaal wordt gedoofd na CNC machinaal bewerkend om de uiterst hoge kenmerken van de oppervlaktehardheid te verkrijgen. De resulterende hardheid kan dan worden gecontroleerd gebruikend het aanmakende proces. Bijvoorbeeld, heeft het hulpmiddelstaal A2 een hardheid van 63-65 Rockwell C na het doven, maar kan aan een hardheid tussen 42-62 HRC worden aangemaakt. Het aanmaken kan de levensduur van delen verlengen, omdat het aanmaken broosheid (het beste resultaat kan worden verkregen wanneer de hardheid 56-58 HRC is) kan verminderen.
Precipitatie het verharden
Of de precipitatie die is twee die termen algemeen worden gebruikt verharden verouderen om hetzelfde proces te beschrijven. De precipitatie die is een proces in drie stappen verharden: eerst, wordt het materiaal verwarmd aan op hoge temperatuur, dan, gedoofd en aan een lage temperatuur lange tijd definitief verwarmd (verouderend). Dit leidt tot de ontbinding van legeringselementen in de vorm van afzonderlijke deeltjes van verschillende componenten en hun eenvormige distributie in de metaalmatrijs, enkel aangezien de suikerkristallen in water wanneer het verwarmen van de oplossing oplossen.
Na precipitatie die verharden, snel stijgen de sterkte en de hardheid van metaallegeringen. Bijvoorbeeld, zijn 7075 een aluminiumlegering, die gewoonlijk in de ruimtevaartindustrie wordt gebruikt om delen met treksterkte te vervaardigen gelijkwaardig aan roestvrij staal, en zijn gewicht is minder dan 3 keer. De volgende lijst illustreert het effect van precipitatie die in aluminium 7075 verharden:
Niet kunnen alle metalen op deze wijze thermisch behandeld zijn, maar de compatibele materialen worden beschouwd als superalloys en zijn geschikt voor zeer hoge prestatiestoepassingen. De gemeenschappelijkste precipitatie verhardende die legeringen in CNC worden gebruikt worden samengevat als volgt:
En geval die verharden carbureren
Het geval die is een reeks van thermische behandeling verharden, die de oppervlakte van delen kan maken hoge hardheid hebben terwijl de onderstreepte materiële zachte overblijfselen. Dit is gewoonlijk verkieslijk aan stijgende deelhardheid door het volume (b.v. door te doven), aangezien de hardere delen ook brosser zijn.
Het carbureren is de gemeenschappelijkste geval verhardende thermische behandeling. Het omvat het verwarmen low-carbon staal in een koolstof rijk milieu, en dan het doven van de delen om de koolstof in de metaalmatrijs te sluiten. Dit verhoogt de oppervlaktehardheid van staal, enkel aangezien het anodiseren de oppervlaktehardheid van aluminiumlegeringen verhoogt.
Hoe te om thermische behandeling in uw orde te specificeren:
Wanneer u een CNC orde plaatst, kunt u om thermische behandeling op drie manieren verzoeken:
Verwijs naar productienormen: vele thermische behandelingen zijn gestandaardiseerd en wijd gebruikt. Bijvoorbeeld, T6-wijzen de indicatoren in aluminiumlegeringen (6061-T6, 7075-T6, enz.) erop dat het materiaal vaste vorm gegeven precipitatie heeft.
Specificeer de vereiste hardheid: Dit is een gemeenschappelijke methode om de thermische behandeling en geval het verharden van hulpmiddelstaal te specificeren. Dit zal aan de fabrikant de thermische behandeling verklaren na CNC het machinaal bewerken wordt. vereist die Bijvoorbeeld, voor D2-hulpmiddelstaal, wordt een hardheid van 56-58 HRC gewoonlijk vereist.
Specificeer de thermische behandelingscyclus: wanneer de details van de vereiste thermische behandeling worden gekend, kunnen deze details aan de leverancier worden meegedeeld wanneer het plaatsen van een orde. Dit staat u toe om de materiële eigenschappen van de toepassing specifiek te wijzigen. Natuurlijk, vereist dit geavanceerde metallurgische kennis.
Vuistregel
1. U kunt de thermische behandeling in de CNC verwerkingsorde specificeren door het verwijzen naar specifieke materialen, hardheidsvereisten te verstrekken of de behandelingscyclus te beschrijven.
2. Selecteer precipitatie verhardende legeringen (zoals Al 6061-T6, Al 7075-T6 en SS 17-4) voor de meest veeleisende toepassingen omdat zij zeer met hoge weerstand en hardheid hebben.
3. Wanneer het noodzakelijk is om de hardheid binnen het gehele deelvolume te verbeteren, heeft het doven de voorkeur, en slechts wordt de oppervlakte die (het carbureren) verharden uitgevoerd op de deeloppervlakte om de hardheid te verhogen.